Porque é que o espaço é preto?

16 de Dezembro de 2014

por Fraser Cain , Universo Hoje

campo de GOODS contendo galáxias anãs distantes formando estrelas a um ritmo incrível. Crédito: ESO

Imagine que está no espaço. Apenas a parte flutuante, não o mijar para uma mangueira de vácuo ou comer aquele “gelado” funky da parte de sacos de papel de alumínio. Se olhasse para o Sol, seria brilhante e as suas retinas ficariam estaladiças. O resto do céu seria um preto calmante, decorado com pequenos pontos de luz menos queimados.

se tivesse feito os seus trabalhos de casa, saberia que o espaço é enorme. É até infinito, que é muito maior do que enorme. Se é infinito, pode imaginar que se olha para o espaço em qualquer direcção e que existe uma estrela. As estrelas iriam deitar tudo a perder. Estrelas parvas por todo o lado destruindo a vista. São estrelas até ao fim, gente.

Então, não deveria o céu inteiro ser tão brilhante como uma estrela, uma vez que há uma estrela em todas as direcções possíveis em cada minuto em que se poderia olhar? Se alguma vez se fez esta pergunta, provavelmente não ficará surpreendido por saber que não é o primeiro. Além disso, nesta altura pode dizer às pessoas que estava a pensar nisso e elas nunca saberão que apenas o viu aqui e depois pode soar maliciosamente inteligente e impressionar todos aqueles tipos.

Esta pergunta foi famosa pelo astrónomo alemão Heinrich Wilhelm Olbers que a descreveu em 1823. Agora chamamos a isto o paradoxo de Olbers depois dele. Aqui deixe-me dar-lhe um pequeno treino, começará a sua conversa na festa com “Então, no outro dia, eu estava a contemplar o paradoxo de Olbers… Oh, o que é isso? Não sabes o que é… oh que é tão doce!”. O paradoxo é o seguinte: se o Universo é infinito, estático e existiu para sempre, então em todo o lado que olhares deve eventualmente atingir uma estrela.

Desde que haja estrelas e galáxias em todas as direcções, porque é que o espaço é negro? Não deveria haver uma estrela em todas as direcções em que olhamos?

As nossas experiências dizem-nos que este não é o caso. Assim, ao propor este paradoxo, Olbers sabia que o Universo não podia ser infinito, estático e intemporal. Poderia ser um par destes, mas não todos os três. Nos anos 20, o debonair man sobre a cidade, Edwin Hubble descobriu que o Universo não é estático. De facto, as galáxias estão a afastar-se de nós em todas as direcções, como se tivéssemos os cooties.

Isto levou à teoria do Big Bang, de que o Universo foi uma vez reunido num único ponto no tempo e no espaço, e depois, expandiu-se rapidamente. O nosso Universo provou não ser estático ou intemporal. E assim, PARADOX SOLVED!

Aqui está a versão curta. Não vemos estrelas em todas as direcções porque muitas das estrelas não estão presentes há tempo suficiente para que a sua luz chegue até nós. O que eu espero que faça cócegas no seu cérebro da forma como faz o meu. Não só temos este tamanho incompreensivelmente maciço do nosso Universo, mas também a escala de tempo de que falamos quando fazemos estas experiências de pensamento é absolutamente espantosa. Portanto, PARADOX SOLVED!

Bem, não exactamente. Pouco depois do Big Bang, o Universo inteiro estava quente e denso, como o núcleo de uma estrela. Algumas centenas de milhares de anos após o Big Bang, quando a primeira luz foi capaz de saltar para o espaço, tudo, em todas as direcções era tão brilhante como a superfície de uma estrela.

Por isso, em todas as direcções, ainda deveríamos estar a ver o brilho de uma estrela… e mesmo assim não vemos. À medida que o Universo se expandia, os comprimentos de onda daquela luz inicial visível eram esticados e arrastados para a extremidade larga do espectro electromagnético até se tornarem micro-ondas. Isto é Radiação Cósmica de Fundo de Microondas, e adivinhou-o, podemos detectá-lo em todas as direcções em que podemos olhar.

Então o instinto de Olbers estava certo. Se olharmos em todas as direcções, vemos um ponto tão brilhante como uma estrela, é que a expansão do Universo estendeu os comprimentos de onda de modo que a luz é invisível aos nossos olhos. Mas se pudesse ver o Universo com olhos detectores de microondas, veria isto: brilho em todas as direcções.

p>Encontrou também o Paradoxo de Olbers? Que outros paradoxos te intrigaram?

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