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Como a 'morte por calor' destruirá o universo

A expansão do universo está se acelerando - ao contrário do que muitos físicos esperavam. Uma 'morte por calor' está chegando, mas não é o que você pensa.

KATIE MACK: Quando olhamos para o céu noturno, vemos galáxias distantes se afastando de nós. Eles também estão se afastando um do outro e isso é o que acontece quando todo o espaço está ficando maior.

Tudo está se afastando de tudo o mais. Podemos ver a expansão realizada no passado - você sabe, está ocorrendo agora - e podemos extrapolar para o futuro e dizer que realmente parece que a expansão continuará para sempre.

À medida que esse processo continua, tudo está se deteriorando tanto que tudo o que resta é o calor residual de tudo que já existiu no universo. Então, você acaba com um universo que é muito frio, escuro e vazio, e se expande o tempo todo. Essa é a teoria mais aceita para o fim do universo.

Meu nome é Katie Mack. Sou professor assistente de física na North Carolina State University e meu livro se chama 'The End of Everything (Astrophysically Speaking).' Achei que seria divertido falar sobre o futuro distante do universo. Eu acho o fato de que você pode escrever uma equação e ajustar um termo e então o universo é destruído ... Eu acho isso encantador.

Eu estudo cosmologia, que é o estudo do universo do começo ao fim, da maior à menor escala. Na maior parte do tempo, na cosmologia e na física, tudo muda em escalas de tempo muito curtas; tudo está muito organizado. E há algo incrível na ideia de apenas grandes forças destrutivas. A principal observação que temos que nos fala sobre a evolução futura do universo é a expansão do universo.

Quando olhamos para a expansão do universo, vemos que a expansão do universo está na verdade se acelerando. E isso é muito, muito estranho.

Deve estar diminuindo porque há aquele pontapé imediato do Big Bang. E então todas as coisas no universo têm gravidade; toda aquela gravidade vai recuar. Deveria ser um freio nessa expansão cósmica.

No final da década de 1990, os astrônomos mediram a expansão do universo e descobriram, na verdade, que ela não está diminuindo, está acelerando. Quando isso foi descoberto, demos um nome. Algo está fazendo o universo se expandir mais rápido. Seja o que for, estamos chamando de energia escura. E uma das ideias principais sobre o que é a energia escura é, na verdade, uma ideia antiga de Albert Einstein, que é chamada de constante cosmológica.

A ideia dele era que há apenas alguma elasticidade inerente no espaço, que o espaço tem essa tendência de se expandir simplesmente embutido nele. O motivo que faria com que a expansão se acelerasse é que, no passado, havia muita matéria densa e não tanto espaço porque o universo era menor no passado, mas agora há tanto espaço vazio que esse pouco de expansividade em cada pedaço de espaço vazio está começando a vencer a atração da gravidade de tudo.

E assim, a expansão está acelerando porque agora há tanto espaço vazio que a constante cosmológica está meio que assumindo o controle. Se tudo o que temos no universo é matéria com gravidade e energia escura, essa constante cosmológica, então sabemos como isso age. Temos uma boa ideia do que vai acontecer no futuro e alcançamos a morte por calor com base nessa ideia.

A morte por calor é a maneira que pensamos que o universo provavelmente irá. Quando as pessoas ouvem o termo morte por calor, geralmente pensam em algum tipo de colapso violento. É mais ou menos o oposto. A morte por calor às vezes é chamada de Big Freeze. É um final muito frio do universo.

Em física, quando usamos o termo calor, queremos dizer algo muito específico aí. Queremos dizer energia desordenada. Se você tem uma máquina que está fazendo algo, como essa máquina funciona, ela não será 100% eficiente; vai perder alguma energia o tempo todo. E haverá algum desperdício de calor no funcionamento dessa máquina. Na verdade, essa é uma lei da natureza, que todo processo é pelo menos um pouco ineficiente.

E o que isso significa é que, com o tempo, a desordem no universo aumenta. Isso é algo chamado de segunda lei da termodinâmica. Essa segunda lei da termodinâmica diz que sempre que um processo acontece, ele cria um pouco de desordem em seu rastro. Achamos que isso também vale para todo o cosmos. Conforme o tempo passa, haverá mais e mais energia desordenada no universo, mais e mais entropia.

Em algum ponto - se isso continuar para sempre - então, em algum ponto, tudo o que resta no universo são energias desordenadas. Entropia é calor e, portanto, morte por calor é um termo que usamos para falar quando você atinge esse estado de entropia máxima.

Então, o que acontece na morte por calor é que, daqui a 100 bilhões de anos, o universo terá se expandido tanto e tão rapidamente que não seremos mais capazes de ver galáxias distantes. Nossos telescópios mais poderosos, quando olham para uma parte escura do céu, não verão nada além da escuridão. Essas imagens incríveis do Telescópio Espacial Hubble de belos braços espirais - nada. Você não verá nada assim.

E então, talvez em um trilhão de anos, começaremos a não ter estrelas. A última das estrelas que existem atualmente em nossa galáxia estará morrendo. As galáxias param de interagir umas com as outras porque ficam muito distantes umas das outras, o que significa que você não tem novas estrelas sendo formadas, você não tem colisões de gás que criam novas estrelas.

Se você quiser falar sobre quando os buracos negros estão evaporando, para os menores buracos negros que sabemos que existem no universo, então você está chegando a 10 à potência de talvez 65 ou 70 anos.

Em algum ponto desse período, esses buracos negros desaparecerão. Muito tempo depois disso você tem coisas como todos os buracos negros supermassivos no centro das galáxias - eles demoram muito, muito mais tempo para evaporar. Em algum lugar lá, as partículas se decompõem. Você sabe, nada pode acontecer mais. Nenhuma informação pode ser organizada mais. Tudo está basicamente acabado nesse ponto. Mas isso está tão longe no futuro. Parece muito improvável que qualquer humano real possa ser afetado por qualquer uma dessas coisas.

A expansão do universo está se acelerando à medida que a força da energia escura vence a atração de toda a gravidade coletiva do universo.
À medida que cada objeto no espaço se move cada vez mais para longe de todos os outros objetos no espaço, o universo alcançará um estado de entropia máxima e ocorrerá 'morte por calor'. Como aponta a astrofísica Dra. Katie Mack, a morte por calor não é realmente um fenômeno quente - é também conhecido como 'Grande Congelamento'.
Por volta de 100 bilhões de anos a partir de agora, o universo terá se expandido tanto que galáxias distantes não serão visíveis da Terra, mesmo com telescópios de alta potência. As estrelas desaparecerão em um trilhão de anos e novas estrelas não mais se formarão. A 'boa' notícia é que os humanos provavelmente não estarão por perto para testemunhar a máquina enquanto ela quebra e morre.