Onde fica o centro do Universo?

Espa?o

Rob Coyne - The Conversation - 11/06/2025

Tudo come?ou com Einstein

H? cerca de um s?culo, os cientistas lutavam para conciliar o que parecia uma contradi??o na teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

Publicada em 1915 e j? amplamente aceita mundialmente por f?sicos e matem?ticos, a teoria pressupunha que o Universo era est?tico - imut?vel, im?vel e inalter?vel. Em suma, Einstein acreditava que o tamanho e a forma do Universo atual eram, mais ou menos, os mesmos de sempre.

Mas quando os astr?nomos observavam gal?xias distantes no c?u noturno com telesc?pios potentes, viam ind?cios de que o Universo era tudo menos isso. Essas novas observa??es sugeriam o oposto - que ele estava, em vez disso, em expans?o.

Os cientistas logo perceberam que a teoria de Einstein n?o dizia, de fato, que o Universo tinha que ser est?tico; a teoria tamb?m poderia sustentar um Universo em expans?o. De fato, usando as mesmas ferramentas matem?ticas fornecidas pela teoria de Einstein, os cientistas criaram novos modelos que mostraram que o Universo era, de fato, din?mico e em evolu??o.

Eu tenho gasto d?cadas tentando entender a relatividade geral, inclusive no meu trabalho atual como professor de f?sica, ministrando cursos sobre o assunto. Sei que compreender a ideia de um Universo em constante expans?o pode parecer assustador - e parte do desafio consiste em anular sua intui??o natural sobre como as coisas funcionam. Por exemplo, ? dif?cil imaginar algo t?o grande quanto o Universo sem um centro, mas a f?sica diz que essa ? a realidade.

O espa?o entre as gal?xias

Primeiro, vamos definir o que significa "expans?o". Na Terra, "expandir" significa que algo est? ficando maior. E, em rela??o ao Universo, isso ? verdade, mais ou menos. Expans?o tamb?m pode significar "tudo est? se afastando de n?s", o que tamb?m ? verdade em rela??o ao Universo. Aponte um telesc?pio para gal?xias distantes e todas elas parecem estar se afastando de n?s.

Al?m disso, quanto mais distantes elas est?o, mais r?pido parecem estar se movendo. Essas gal?xias tamb?m parecem estar se afastando umas das outras. Portanto, ? mais preciso dizer que tudo no Universo est? se afastando de todo o resto, tudo ao mesmo tempo.

Essa ideia ? sutil, mas crucial. ? f?cil pensar na cria??o do Universo como fogos de artif?cio explodindo: Come?a com um Big Bang, e ent?o todas as gal?xias do Universo se espalham em todas as dire??es a partir de um ponto central.

Mas essa analogia n?o est? correta. Ela n?o apenas implica falsamente que a expans?o do Universo come?ou em um ?nico ponto, o que n?o aconteceu, como tamb?m sugere que as gal?xias s?o as coisas que est?o se movendo, o que n?o ? totalmente preciso.

N?o s?o tanto as gal?xias que est?o se afastando umas das outras - ? o espa?o entre as gal?xias, a pr?pria estrutura do Universo, que est? em constante expans?o com o passar do tempo. Em outras palavras, n?o s?o realmente as gal?xias em si que est?o se movendo pelo Universo; ? mais como se o pr?prio Universo as estivesse levando para mais longe ? medida que se expande.

Uma analogia comum ? imaginar colar alguns pontos na superf?cie de um bal?o. Conforme voc? sopra ar no bal?o, ele se expande. Como os pontos est?o presos na superf?cie do bal?o, eles se afastam. Embora pare?am se mover, na verdade eles permanecem exatamente onde voc? os coloca, e a dist?ncia entre eles aumenta simplesmente em virtude da expans?o do bal?o.

Agora pense nos pontos como gal?xias e no bal?o como a estrutura do Universo, e voc? come?a a entender a ideia.

Infelizmente, embora essa analogia seja um bom come?o, ela tamb?m n?o captura os detalhes corretamente.

A 4^a dimens?o

Algo que ? importante para qualquer analogia ? a compreens?o de suas limita??es. Algumas falhas s?o ?bvias: Um bal?o ? pequeno o suficiente para caber na sua m?o - o Universo, n?o. Outra falha ? mais sutil. O bal?o tem duas partes: Sua superf?cie de l?tex e seu interior cheio de ar.

Essas duas partes do bal?o s?o descritas de modo diferente na linguagem da matem?tica. A superf?cie do bal?o ? bidimensional. Se voc? estivesse andando sobre ele, poderia se mover para frente, para tr?s, para a esquerda ou para a direita, mas n?o poderia se mover para cima ou para baixo sem sair da superf?cie.

Agora pode parecer que estamos nomeando quatro dire??es aqui - para frente, para tr?s, para a esquerda e para a direita -, mas esses s?o apenas movimentos ao longo de dois caminhos b?sicos: De um lado para o outro e da frente para tr?s. ? isso que torna a superf?cie bidimensional - comprimento e largura.

O interior do bal?o, por outro lado, ? tridimensional, ent?o voc? seria capaz de se mover livremente em qualquer dire??o, incluindo para cima ou para baixo - comprimento, largura e altura.

? aqui que reside a confus?o. O que consideramos o "centro" do bal?o ? um ponto em algum lugar em seu interior, no espa?o cheio de ar abaixo da superf?cie.

Mas, nessa analogia, o Universo se parece mais com a superf?cie de l?tex do bal?o. O interior cheio de ar do bal?o n?o tem equivalente em nosso Universo, ent?o n?o podemos usar essa parte da analogia - apenas a superf?cie importa [? por isso que a teoria diz que o Universo ? plano].

Portanto, perguntar "Onde fica o centro do Universo?" ? como perguntar "Onde fica o centro da superf?cie do bal?o?". Simplesmente n?o existe um. Voc? poderia viajar pela superf?cie do bal?o em qualquer dire??o, pelo tempo que quisesse, e nunca chegaria a um lugar que pudesse chamar de centro, porque nunca sairia da superf?cie.

Da mesma forma, voc? poderia viajar em qualquer dire??o no Universo e nunca encontraria seu centro porque, assim como a superf?cie do bal?o, ele simplesmente n?o tem um.

Fora da intui??o

Parte da raz?o pela qual isso pode ser t?o desafiador de compreender ? a maneira como o Universo ? descrito na linguagem da matem?tica. A superf?cie do bal?o tem duas dimens?es e o interior do bal?o tem tr?s, mas o Universo existe em quatro dimens?es. Porque n?o se trata apenas de como as coisas se movem no espa?o, mas de como se movem no tempo.

Nossos c?rebros s?o programados para pensar sobre espa?o e tempo separadamente. Mas, no Universo, eles est?o entrela?ados em um ?nico tecido, chamado "espa?o-tempo". Essa unifica??o muda a maneira como o Universo funciona em rela??o ao que nossa intui??o espera.

E essa explica??o nem come?a a responder ? pergunta de como algo pode estar se expandindo indefinidamente - os cientistas ainda est?o tentando descobrir o que impulsiona essa expans?o.

Assim, ao perguntar sobre o centro do Universo, estamos confrontando os limites da nossa intui??o. A resposta que encontramos - tudo, expandindo-se por toda parte, ao mesmo tempo - ? um vislumbre de qu?o estranho e belo ? o nosso Universo.

Rob Coyne, autor deste artigo, ? professor de f?sica na Universidade Rhode Island.

Este artigo foi republicado da revista The Conversation sob uma licen?a Creative Commons. Leia o artigo original.

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