Desde a Antiguidade, a humanidade tenta responder a uma pergunta aparentemente simples: onde estamos no Universo? Durante séculos, acreditou-se que a Terreno ocupava uma posição médio. Mais tarde, esse papel foi atribuído ao Sol e depois à Via Láctea. Cada progresso científico, no entanto, mostrou que nossa posição é menos privilegiada do que imaginávamos. Ainda assim, a incerteza persiste em outra graduação: existe um meio no próprio Universo?
Na cosmologia moderna, essa pergunta não é unicamente filosófica, mas profundamente científica. Um estudo publicado na Cornell University revisita esse debate ao explorar porquê a expansão do Universo e a radiação cósmica de fundo podem ou não indicar para a existência de um meio físico real.
O que a cosmologia moderna costuma declarar
O ponto de partida do estudo é o protótipo cosmológico fundamentado nas soluções das equações de Friedmann, que descrevem um Universo em expansão. Nesse protótipo, a expansão não ocorre a partir de um ponto específico no espaço, mas do próprio espaço porquê um todo. Isso faz com que qualquer observador veja todas as galáxias se afastando, independentemente de sua posição.
A lei de Hubble, que relaciona a velocidade de encolhimento das galáxias à intervalo, reforça essa teoria: matematicamente, todos os pontos parecem equivalentes. Por isso, unicamente a expansão observada não permite concluir se existe ou não um meio real no Universo.
Dois universos possíveis: com meio e sem meio
Para mourejar com essa anfibologia, o item propõe dois tipos distintos de tradução cosmológica dentro do Universo de Friedmann.
No Universo sem meio, o espaço é comparado à superfície de um balão em expansão. O meio da expansão não faz secção do próprio Universo e, portanto, não possui significado físico observável. Nenhum ponto é próprio, e todos os observadores são equivalentes. Essa é a imagem mais geral adotada na cosmologia contemporânea.
Já no Universo com meio, a expansão teria partido de um ponto físico real. Cada região do cosmos se afastaria desse meio com uma velocidade proporcional à intervalo. Apesar de a expansão fazer com que qualquer ponto pareça médio, unicamente um ponto, o verdadeiro meio, não apresentaria movimento em relação ao restante do Universo.
A pista cósmica: o papel da radiação cósmica de fundo
Para tentar enobrecer entre esses dois cenários, o estudo recorre à radiação cósmica de fundo (CMB), um dos pilares da cosmologia observacional. Essa radiação é um resquício do Universo primordial e preenche todo o espaço, sendo observada porquê um fundo quase uniforme de micro-ondas.
Observações precisas da CMB revelam uma pequena anisotropia chamada dipolo, caracterizada por uma diferença sutil de temperatura entre direções opostas do firmamento. Esse dipolo indica que o observador está em movimento em relação ao referencial definido pela própria radiação cósmica de fundo.
O que o dipolo da CMB revela, segundo o estudo
O item apresenta uma série de teoremas para interpretar o significado desse dipolo. Em um Universo sem meio, argumenta o responsável, a simetria do espaço impediria a existência de um dipolo da CMB em qualquer ponto. Nem mesmo movimentos locais, chamados de velocidades peculiares, seriam capazes de gerar essa anisotropia.
Em contraste, em um Universo com meio, o dipolo surge naturalmente. Todo observador ausente do meio detectaria uma anisotropia cuja intensidade corresponde à sua velocidade de encolhimento, o chamado fluxo de Hubble. Unicamente no meio o dipolo seria inexistente. A reparo real desse efeito, portanto, é interpretada no estudo porquê um sinal favorável à existência de um meio cósmico.
É verosímil prezar onde estaria esse meio?
A partir dessa tradução, o responsável utiliza dados observacionais para tentar localizar o verosímil meio do Universo. Entram na estudo a velocidade do dipolo da CMB, o movimento peculiar do Sistema Solar, o deslocamento do aglomerado de Virgem e a influência gravitacional do Grande Atrator, uma enorme concentração de volume que afeta o movimento das galáxias próximas.
Os cálculos apontam para uma região localizada a dezenas de megaparsecs de intervalo, em uma direção próxima à galáxia Centaurus A. O próprio item destaca que essa estimativa está sujeita a incertezas e depende de hipóteses específicas sobre os movimentos cósmicos considerados.
O noção de “meio aparente”
O estudo introduz uma salvaguarda importante, mesmo em um Universo sem meio real, pode surgir um meio aparente. Isso ocorre porque o Universo tem idade finita e unicamente uma fração dele pode influenciar observacionalmente um ponto específico dentro do tempo disponível.
Nesse cenário, uma região limitada do cosmos passa a se comportar porquê se fosse um universo completo, criando a ilusão de um meio sítio. Diferentes observadores, em locais distintos, identificariam centros diferentes, o que distingue esse caso de um Universo com meio único e universal.
No término, o estudo não oferece uma resposta definitiva sobre a existência de um meio no Universo, mas expõe com perspicuidade os limites da reparo científica atual. Todas as medições disponíveis partem de um único ponto, a Terreno,, o que torna impossível enobrecer, por enquanto, se o dipolo da radiação cósmica de fundo revela um meio físico real ou unicamente um efeito aparente da nossa posição no cosmos.
