O universo pode acabar em uma escuridão eterna, explica um astrofísico.

O facto de o Universo vir ou não a “acabar” nunca foi uma certeza, mas tudo o que sabemos até agora indica que ele continuará a ser o lar cósmico da humanidade por um tempo muito, muito longo.

O Universo - todo o espaço e o tempo, e toda a matéria e energia - teve início há cerca de 14 mil milhões de anos, numa expansão súbita conhecida como Big Bang. Desde então, porém, ele tem estado em transformação constante.

No começo, era preenchido por um gás rarefeito de partículas que, mais tarde, passariam a compor os átomos: protões, neutrões e eletrões. Com o tempo, esse gás colapsou e deu origem a estrelas e galáxias.

O que pensamos sobre o futuro do Universo é guiado pelos objetos e fenómenos que conseguimos observar hoje.

Como astrofísico, acompanho objetos como galáxias muito distantes, o que me permite investigar como estrelas e galáxias se modificam ao longo do tempo. A partir disso, construo teorias que procuram antecipar de que forma o Universo poderá evoluir daqui para a frente.

Antever o futuro estudando o passado do Universo?

Projetar o futuro do Universo estendendo tendências que vemos hoje é fazer uma extrapolação. É uma estratégia arriscada, porque algo inesperado pode acontecer.

Já a interpolação - ligar pontos dentro de um conjunto de dados - é bem mais segura. Imagine que existe uma foto sua com 5 anos e outra com 7. É provável que alguém consiga deduzir como você era aos 6. Isso é interpolação.

A mesma pessoa até poderia extrapolar a partir dessas duas fotos e tentar adivinhar como você seria aos 8 ou 9 anos, mas ninguém consegue prever com precisão muito à frente. Talvez, em poucos anos, você passe a usar óculos ou cresça de repente.

Os cientistas conseguem estimar com alguma confiança como o Universo provavelmente ficará alguns milhares de milhões de anos no futuro, extrapolando a forma como estrelas e galáxias mudam com o tempo. Mas, mais adiante, as coisas podem ficar estranhas. O Universo - e tudo o que há dentro dele - pode voltar a mudar de maneira profunda, tal como já mudou no passado.

Como as estrelas vão mudar no futuro?

Uma boa notícia: o Sol, a nossa estrela amarela de tamanho médio, deve continuar a brilhar por milhares de milhões de anos. Ele está aproximadamente a meio de uma vida total de 10 mil milhões de anos. A duração de uma estrela depende do seu tamanho: estrelas grandes, quentes e azuis vivem pouco; estrelas pequenas, frias e vermelhas podem durar muito mais.

Atualmente, ainda há galáxias a formar novas estrelas, enquanto outras já consumiram o gás que alimenta essa formação. Quando uma galáxia deixa de produzir estrelas, as estrelas azuis desaparecem depressa: elas explodem como “supernovas” após apenas alguns milhões de anos.

Depois, milhares de milhões de anos mais tarde, as estrelas amarelas como o Sol lançam as suas camadas externas, criando uma nebulosa, e o que fica são sobretudo estrelas vermelhas a “funcionar” lentamente. Com o passar do tempo, todas as galáxias do Universo deixarão de formar estrelas, e a luz estelar que preenche o cosmos tornar-se-á gradualmente mais avermelhada e mais fraca.

Daqui a biliões de anos - centenas de vezes mais do que a idade atual do Universo - até essas estrelas vermelhas também se apagarão, mergulhando tudo na escuridão.

Mas, até lá, haverá muitas estrelas a fornecer luz e calor.

Como as galáxias vão mudar no futuro?

Pense em construir um castelo de areia na praia: cada balde de areia faz o castelo crescer mais e mais. As galáxias aumentam ao longo do tempo de maneira parecida, “engolindo” galáxias menores. Essas fusões galácticas devem continuar no futuro.

Em aglomerados de galáxias, centenas de galáxias caem em direção a um centro comum, o que frequentemente acaba em colisões caóticas. Nesses encontros, galáxias espirais - discos bem organizados - juntam-se de forma desordenada, transformando-se em nuvens irregulares de estrelas, com aparência de “bolha”. É como ver um castelo de areia bem feito virar uma confusão enorme quando alguém o chuta.

Por isso, com o passar do tempo, o Universo deverá ter menos galáxias espirais e mais galáxias elípticas, porque as espirais acabam por se combinar e formar elípticas.

A Via Láctea e a vizinha Galáxia de Andrómeda podem fundir-se desse modo dentro de alguns milhares de milhões de anos. Não se preocupe: as estrelas de cada galáxia passariam umas pelas outras a grande velocidade sem sofrer danos, e os observadores do futuro teriam uma vista espetacular do processo de fusão.

Como o próprio Universo vai mudar no futuro?

O Big Bang deu início a uma expansão que provavelmente seguirá no futuro. A gravidade de tudo o que existe no Universo - estrelas, galáxias, gás, matéria escura - puxa para dentro e atua como travão dessa expansão, e algumas teorias sugerem que a expansão do Universo pode continuar “no embalo” ou até desacelerar até parar.

No entanto, há indícios de que uma força desconhecida está a produzir um efeito repulsivo, fazendo a expansão acelerar. Os cientistas chamam essa força para fora de energia escura, mas ainda se sabe muito pouco sobre ela.

Como passas numa bolacha no forno, as galáxias afastar-se-ão umas das outras cada vez mais depressa. Se isso persistir no futuro, outras galáxias podem ficar tão distantes que deixaremos de as conseguir observar a partir da Via Láctea.

Para resumir a melhor previsão atual sobre o que vem pela frente: a formação de estrelas vai cessar, fazendo com que as galáxias fiquem cheias de estrelas antigas, vermelhas e fracas, arrefecendo gradualmente até à escuridão. Cada grupo ou aglomerado de galáxias irá fundir-se numa única galáxia elíptica, enorme. E a expansão acelerada do Universo tornará impossível observar galáxias para lá do grupo local.

Este cenário, por fim, esmorece numa eternidade escura, com duração de biliões de anos. Novos dados podem surgir e alterar esta narrativa, e a próxima fase da história do Universo pode ser algo totalmente diferente - e inesperadamente belo.

Dependendo do ponto de vista, é possível que o Universo não tenha um “fim”, afinal. Mesmo que o que exista no futuro seja muito diferente do que o Universo é hoje, é difícil imaginar um futuro distante em que o Universo desapareça por completo.

O que este cenário faz você sentir? Às vezes, ele deixa-me melancólico, uma espécie de tristeza, mas depois lembro-me de que vivemos num momento extremamente empolgante da história do Universo: bem no começo, numa era repleta de estrelas e galáxias fascinantes para observar!

O cosmos pode sustentar a sociedade humana e a curiosidade por milhares de milhões de anos no futuro, por isso há muito tempo para continuar a explorar e procurar respostas.

Stephen DiKerby, Investigador pós-doutoral em Física e Astronomia, Michigan State University

Este artigo foi republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.