Big Rip: conheça a teoria sobre o fim do universo

A ciência moderna é composta de várias frentes de estudo, muitas delas focadas em solucionar problemas urgentes para garantir a nossa sobrevivência. Todavia, a busca por responder questões primordiais, como o princípio de tudo, sempre foi a maior motivação para impulsionar a maioria dos avanços científicos. Descobertas que proporcionam saltos tecnológicos para melhorar nossa qualidade de vida quase sempre são consequências indiretas de estudos muito mais ambiciosos.

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Ao analisar elementos cada vez menores da matéria e a maneira como eles se comportam, a física descobriu a radiação e as partículas subatômicas, o que possibilitou estudos capazes de rastrear e datar a origem dessas partículas. Essas pesquisas foram essenciais para dar suporte a teorias sobre a origem do Universo, como a do Big Bang, mais aceita entre os cientistas. Entretanto, elas também apontam seu possível fim.

O início do fim

Por mais fortes que sejam os indícios que corroboram essas ideias, elas continuam a ser apenas teorias, e não certezas, então os estudos em física não newtoniana continuam a avançar, encontrando ainda mais elementos primordiais, como a matéria escura.

Cada descoberta leva, por consequência, a novas linhas de raciocínio, abrindo caminhos para outros campos de estudo. Um dos mais intrigantes é sobre não de onde nasceu o cosmos, mas sim quando e como ele morrerá.

Diferentes ideias sobre o fim de toda a existência foram ganhando força acompanhando a evolução da física nuclear e da física quântica, mas quatro delas se destacam como as mais possíveis:

• Big Bounce ou Grande Rebote;
• Big Crunch ou Grande Colapso;
• Big Freeze ou Grande Congelamento;
• Big Rip ou Grande Ruptura.

O Grande Colapso e o Grande Rebote

Uma primeira ideia, já descartada, é a do Grande Colapso (Big Crunch). Por algum tempo, acreditou-se na noção de que as forças gravitacionais entre os elementos do cosmos atrairiam todos os planetas e as estrelas que, eventualmente, colapsariam em um único ponto, similar à formação de buracos negros.

Esse ponto de singularidade poderia então resultar em duas possibilidades, uma em que o calor dessa massa condensada quebraria os núcleos dos átomos, que deixariam de existir, e outra em que essa energia desencadearia um novo Big Bang.

A segunda hipótese é conhecida como teoria do Grande Rebote (Big Bounce) e se sustenta principalmente na noção de que o Universo é um fenômeno natural cíclico, e não linear. De acordo com essa linha teórica, a grande explosão da matéria hiperconcentrada em um único ponto é um evento que se repete a cada bilhão de anos.

Após esse evento, o Universo começaria a crescer até o ponto em que a própria densidade, enquanto constante limitadora, começaria a exercer uma força contrária que iria lentamente desacelerando o processo de expansão e dando início a uma contração.

As proposições do Big Crunch e do Big Bounce, entretanto, dependem de conceitos de que o Universo seja limitado e de que a atração gravitacional entre seus elementos seja suficiente para estabelecer uma "memória elástica universal". Nesse caso, quanto maior o universo se tornasse, maior seria a força contrária a esse movimento. Consequentemente, apesar da energia estrondosa que impulsionou todos os elementos existentes para fora da singularidade, o processo de expansão estaria em constante desaceleração.

Expansão com aceleração positiva

Ambas as hipóteses caíram em descrença recentemente. Os cientistas ainda não conseguem determinar exatamente o porquê de isso acontecer, mas conseguem medir que a velocidade de expansão do Universo está aumentando, e não diminuindo.

Com a descoberta da matéria escura, foi possível determinar que existe uma aceleração positiva no distanciamento dessas partículas e consequentemente de todas as outras, do centro do Big Bang. No livro Cosmic Queries: Startalk's Guide to Who We Are, How We Got Here, and Where We're Going (2021), Neil deGrasse Tyson dedicou um capítulo inteiro aos possíveis fins do universo.

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Um ponto essencial que o astrofísico reforça é que, apesar de ser possível em modelos teóricos, a premissa da existência de uma memória elástica foi descartada, visto que os dados de medição da velocidade da matéria escura apontam apenas para um movimento com aceleração positiva. Dessa forma, mesmo sem saber exatamente como essa velocidade continua a aumentar, ela refuta empiricamente as teorias de Big Crunch e Big Bounce.

O Grande Congelamento e a Grande Ruptura

T. S. Eliot publicou em 1925 The Hollow Men, talvez um de seus poemas mais famosos. A conclusão dele é a máxima que define o fim da existência segundo os próprios astrofísicos que vêm buscando essas respostas: "Assim expira o mundo; não com uma explosão, mas com um suspiro".

Conforme os resultados de estudos em raios e partículas cósmicas vêm confirmando, a distância entre todos os elementos cósmicos está ficando cada vez maior e cada vez mais rápido. Assumindo que as leis de conservação de energia e massa sejam verdadeiras, as dimensões do Universo são o resultado da proporção entre sua densidade média e uma densidade crítica, constante limitante.

No caso de essas densidades serem iguais, o processo de crescimento em ritmo acelerado tende a esticar o Universo em direção a um limite, definindo-o como plano. Com base nisso há a formulação das duas teorias mais aceitas para o fim de tudo. Em ambos os casos, por consequência desse crescimento, a distância entre planetas e estrelas irá aumentar indefinidamente e chegará um ponto em que a distância entre elementos moleculares também passará a crescer.

Isso fará que os gases combustíveis da fusão de estrelas comecem a se afastar dos núcleos, estimulando que essas usinas cósmicas de luz e calor queimem cada vez menos até se apagarem, resultando no Grande Congelamento (Big Freeze). Apesar de ser uma teoria mais aceita que as de Colapso e Rebote, o Big Freeze está perdendo força para outra suposição menos abstrata que um alongamento do espaço conhecido até um ponto de estagnação.

Rasgando a própria matéria

Ainda tomando por base as premissas do Universo como um plano em crescimento acelerado, alguns astrofísicos, entre eles o próprio Neil deGrasse Tyson, acreditam mais na teoria da Grande Ruptura, ou Big Rip. O conceito por trás dessa teoria é essencialmente o mesmo que o do Congelamento, mas prevê que a desconstrução atômica resultante do crescimento desenfreado ainda preserva a energia total do sistema, como observado por Einstein na postulação do efeito fotoelétrico.

Sendo assim, esticar o Universo até o limite definido fatalmente romperia esse plano. Ao contrário da noção de que o fim de tudo será em uma grande nova explosão similar ao Big Bang, é possível que o Universo como conhecemos se encerre de maneira muito mais calma e singela, como um murmúrio ou o rasgar de uma folha de papel.