Pontos cosmológicos - 2

Pequenas notas cosmológicas a partir de debates, diálogos, quando não, nervosos bate-bocas pelas redes sociais nesses últimos anos.

O primeiro da série: Pontos cosmológicos - 1

Para onde se expande o universo?

"Bom, que o universo esta em expansão não há duvidas, mas se esta expansão esta caminhando para onde, o que tem além deste limite do universo, já que o nada é o nada, não existe?"

Não são as "coisas" do universo que estão em expansão em sua distribuição por um “espaço euclidiano infinito”, ou mesmo um espaço limitado mas ainda maior que o universo (tendo, pois, um “vazio” a ser algo como preenchido).

O “modelo do balão”, didático para se explicar como o universo se expande, mas ainda sim, uma analogia ao final limitada (como todas, infelizmente, são). - www.nature.com

Noutras palavras, um raciocínio similar a um gás liberado no centro de um recipiente com vácuo é inadequado.



É a métrica espaço-tempo, o próprio espaço-tempo, que está em expansão, pois o universo é um "bolsão espaço-temporal", uma métrica, só podendo ser tratada por uma variedade riemanniana, pois sua geometria não é euclidiana, pois possui 3 dimensões espaciais e uma temporal.

Obs.: O artigo da Wiki realmente merece uma tradução completa, iniciada por mim mas completamente insuficiente (ainda em andamento) e pouco referenciada. A versão em espanhol, está mais ilustrativa e facilita para os sem vivência com textos de matemática em inglês.

Uma leitura que recomendo, genérica em Matemática, é:

Ian Stewart; Em busca do infinito: Uma história da matemática dos primeiros números à teoria do caos; Zahar, 2014. - books.google.com.br

Além de:

Brian Greene, “O Universo elegante: Supercordas, dimensões ocultas e a busca da teoria definitiva”, e “O Tecido do Cosmo: O espaço, o tempo e a textura da realidade”, e de Simon Singh, “Big Bang”, especialmente em suas partes iniciais, com introdução à Relatividade.

"...para onde o universo se expande... se não existe matéria neste além, como pode haver essa expansão?"

Ele diminui de densidade (e simultaneamente de temperatura) e se "está em algo", este algo é dimensionalmente diverso, superior, e então o universo é como um plano para um sólido (uma analogia que sempre lembro seria uma fatia de um pão de forma para sandwichs, ainda que no fundo, também inadequada, pois fatias de pão não são planos sem espessura), e estamos, como uma "gotícula espaço-tempo", imersos num universo de ordem ainda maior de grandeza, mas não de mesma dimensionalidade.

Mas esta questão é conjectural. Aqui, recomendo “A Realidade Oculta - Universos paralelos e as leis profundas do cosmo”, de Brian Greene.

Como cenário das coisas e fenômenos físicos, os entes (um termo na verdade mais filosófico que físico) do universo (suas partículas e seus campos, estes sim, termos físicos), seu conteúdo, estão dentro de tudo que existe para nossa Física, e nada mais podemos afirmar.

A Cosmologia não é a ciência do tudo-que-existe filosoficamente pensável (que é um tema metafísico e portanto, limitado em análise), mas a ciência do maior objeto que podemos tratar cientificamente, o universo, e nele, cenário do físico, sua fundação (nas consistentes palavras de cosmólogos como Mário Novello).

Do que é feito o universo? O que ele é?

O universo não é feito de matéria (exclusivamente).

O universo contém matéria na sua atual apresentação, no seu atual estágio de evolução.

A matéria é o "adensamento de campos" que possui massa. No modelo padrão, esta propriedade é determinada pelo bóson de Higgs, mas sendo o modelo padrão o mais corroborável ou não, coisa alguma implica que o universo, em sua região espaço-tempo, seu "bolsão espaço-temporal" que expande-se desde os primeiros instantes do que se chama vulgarmente "Big Bang" seja a origem de "tudo-que-existe".

Pode perfeitamente ser a deformação de conjunto maior, "toque de branas", etc.

Obs.: Aqui, novamente recomendamos  “A Realidade Oculta”, de Brian Greene.

Afirmar que o universo seja "tudo" é um erro até em Filosofia da Ciência. Afirmar que o Big Bang seja o "início de tudo a partir do nada", segundo as palavras do cosmólogo Novello, é um "mito de criação científica", e afirmar que a singularidade inicial seja um ponto único de um processo de apenas esta etapa (a expansão que vivemos) um erro dentro da própria Cosmologia.

O universo e seus processos podem ser perfeitamente cíclicos, até pelas soluções de Friedmann das equações de campo de Einstein.

O que podemos afirmar é que o universo seja um conjunto de campos, que em sua história, separaram-se as forças de interação que conhecemos e até conjecturamos (como a energia escura), e seus adensamentos sendo o que chamamos de partículas, e nestas/nisso, aquelas que propriamente chamamos de matéria. O tempo "trivial" e o espaço são produtos contíguos destes campos, e não o cenário onde tais eventos ocorrem.

“A astronomia é uma experiência que forma o caráter e ensina humildade.” - Citado por Carl Sagan em ‘Pálido Ponto Azul’.

“A Terra inteira é somente um ponto, e o lugar de nossa habitação,  apenas um canto minúsculo desse ponto.“ - MARCO AURÉLIO, IMPERADOR ROMANO,  MEDITAÇÕES, LIVRO 4 (170 d.c.)

Apêndice

Uma leitura que vale para mostrar o quanto esse campo científico é turbulento e sujeito a novas abordagens:

Jon Cartwright; Cosmologist claims Universe may not be expanding; July 2013

Particles' changing masses could explain why distant galaxies appear to be rushing away.

www.nature.com

Extras

1

As diversas escalas da natureza - piadasnerds.com

Obs.: VY Canis Majoris foi desbancada como maior estrela conhecida:

pt.wikipedia.org - Lista das maiores estrelas conhecidas

2

E sobre isso, o papel de um primata pelado no universo

O Filósofo e Teólogo Mário Sérgio Cutella:

Você sabe com quem está falando!? - www.youtube.com

Obs.: A citação de que o universo é “cilíndrico”, sinceramente, pode ser perdoada