14 Outubro 2016
O ancestral debate acerca de com quantos paus se faz uma jangada permanece sem resposta definitiva. Mas um novo estudo parece abordar com alguma convicção uma questão ainda mais difícil: com quantas galáxias se faz o Universo observável?
A resposta, de acordo com a equipe de Christopher Conselice, da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, gira em torno de 2 trilhões. O número está alinhado com simulações de computador recentes realizadas por cientistas para estudar a evolução do cosmos desde o Big Bang, há 13,8 bilhões de anos, mas é pelo menos dez vezes maior do que aparece nas imagens mais profundas que fazemos do espaço.
A reportagem é de Salvador Nogueira, publicada por portal Uol, 14-10-2016.
O resultado ajuda a explicar por que os astrônomos estão constantemente batendo o recorde da galáxia mais distante e dá uma pista bastante boa de como esses grandes agregados de estrelas surgiram e evoluíram com o passar do tempo.
O trabalho, aceito para publicação no “Astrophysical Journal”, lançou mão de diversas campanhas de observação do espaço, dentre elas as históricas sondagens de campo profundo realizadas pelo Telescópio Espacial Hubble em 1996 e em 2006.
Essa história, aliás, merece ser relembrada. Nos anos 1990, a comunidade astronômica estava em polvorosa com os resultados extraordinários obtidos pelo Hubble. Cada grupo de pesquisa disputava a tapa tempo de observação do telescópio, com a escolha criteriosa de alvos que trouxessem o melhor resultado científico. E, em meio a tudo isso, o astrônomo Robert Williams lançou uma ideia inusitada: e se apontarmos o Hubble longamente para uma região do espaço onde parece não haver *nada*?
Era uma aposta ousadíssima. Mas Williams tinha uma carta na manga: ele era o diretor do STScI (Instituto de Ciência do Telescópio Espacial), órgão responsável pela administração do venerado satélite da Nasa e da ESA, e com isso tinha uma certa liberdade para alocar tempo pessoalmente para projetos que julgasse meritórios.
E assim nasceu a primeira imagem de campo profundo do Hubble: naquele pedacinho de espaço onde parecia não haver nada, o telescópio espacial encontrou milhares de galáxias, a distâncias abissais da Terra. Essa se tornou nossa primeira tentativa séria de chegar ao limite do Universo observável.
Aproveitando a deixa: Universo observável. Por que essa palavrinha aí? Por que não simplesmente “Universo”? Tem uma diferença entre um e outro e ela é bem significativa. Sabemos que o Universo hoje tem 13,8 bilhões de anos, e também sabemos que a velocidade da luz no vácuo é de 300 mil km/s — alta, mas ainda assim bastante modesta se comparada às enormes distâncias cósmicas.
Juntando essas duas coisas, chegamos à inescapável conclusão de que não podemos, no presente momento, observar o Universo inteiro. Estamos limitados apenas aos objetos cuja luz teve tempo para chegar até nós. O nosso Universo observável, no momento, tem um diâmetro de cerca de 90 bilhões de anos-luz.
“Ei, ei, ei, peraí”, diz o leitor atento. “Se a luz só teve 13,8 bilhões de anos para viajar desde o Big Bang até o presente momento, como podemos enxergar algo que esteja a 45 bilhões de anos-luz?”
Pergunta perspicaz. Mas lembre-se de que o Universo está em expansão desde o Big Bang, o que significa que a distância entre o objeto observado e nós aumentou significativamente desde que a luz saiu dele e começou sua viagem em nossa direção. Naquela época, a distância era menor.
Com efeito, conforme a luz atravessa o espaço que está literalmente se esticando, seu comprimento de onda é esticado. Por isso, galáxias mais distantes são mais bem observadas no infravermelho do que em luz visível — aqueles fótons eram visíveis quando saíram de lá, mas tiveram seu comprimento de onda alterado para infravermelho durante a viagem.
(Esse, por sinal, é o principal método para estimar a distância até essas galáxias — medindo o quanto o comprimento de onda da luz se esticou, sabemos por quanto espaço em expansão ela teve de passar.)
Legal, fizemos um belo desvio, mas voltemos agora à pesquisa de Conselice e seus colegas. Eles pegaram essas diversas sondagens do espaço profundo, com sua contagem de galáxias, e construíram uma função matemática que descreve a distribuição de galáxias em razão da distância que estão de nós.
Descobriram então o Universo profundo tem muito mais galáxias do que as nossas redondezas. Em contrapartida, elas são bem menores do que as que temos por aqui. E isso é exatamente o que eles esperavam.
Por quê? Como a velocidade da luz é limitada, quando olhamos para longe, estamos olhando para o passado. E os modelos consagrados de formação de galáxias espirais de porte respeitável, como a nossa Via Láctea, sugerem que elas são feitas a partir da fusão de galáxias menores, ao longo de bilhões de anos.
O fato de que, nas profundezas do Universo observável, há maior densidade na distribuição das galáxias e elas costumam ser bem menores confirma tudo que sabemos sobre a evolução do cosmos nos últimos 13,8 bilhões de anos.
(Por ironia do destino, um mistério ainda a ser totalmente elucidado diz respeito ao fato de que observamos uma quantidade menor de galáxias na época atual do que a prevista pelos modelos. Mas, no que diz respeito ao passado remoto, teoria e prática se encontram lindamente.)
O fato de que há 2 trilhões de galáxias com massa equivalente a pelo menos 1 milhão de sóis no Universo observável é bastante empolgante: revela que muitas descobertas devem advir da próxima geração de telescópios em solo e no espaço, como o GMT (Giant Magellan Telescope), o E-ELT (European Extremely Large Telescope) e o Telescópio Espacial James Webb.
Agora, não saia por aí dizendo que o Universo hoje tem 2 trilhões de galáxias — esse número a essa altura deve ser menor. Lembre-se de que só temos o potencial para ver todas essas porque, quando olhamos para longe, estamos enxergando o passado. A essa altura, lá nos cafundós do espaço observável, todas as pequenas galáxias que teremos a chance de ver com os novos telescópios, e cuja luz terá 13 bilhões de anos de idade, já se fundiram para formar outras de maior porte, mas menos numerosas.
O Universo tem um jeito estranho de se revelar a nós: ele permite que enxerguemos todas as épocas, funcionando como uma literal máquina do tempo para os astrônomos. Mas impõe com isso também uma limitação: jamais poderemos saber o que aconteceu com essas galáxias bilhões de anos depois que sua luz iniciou a jornada até aqui.
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Astrônomos estimam quantas galáxias há no Universo observável: por baixo, 2 trilhões - Instituto Humanitas Unisinos - IHU
