Físicos debatem: o universo é plano, aberto ou fechado, e isso importa para o nosso futuro?

Numas noite fria de inverno, nos arredores de uma pequena aldeia na Noruega, um grupo de físicos arrastou uma vez os seus telescópios para cima de um lago gelado, só para se afastar do último candeeiro de rua. Um deles, meio a brincar, traçou um grande círculo na neve com a bota e disse: “Então é isto? Universo fechado.” Outro respondeu: “Não, não - estamos a deslizar pela borda”, e caminhou em linha reta até ao horizonte escuro. Riram-se, mas estavam todos ali pelo mesmo motivo: tentar apanhar as pistas mais ténues sobre a verdadeira forma de tudo o que existe.

Sob aquele céu, a pergunta não parecia nada abstrata.

Parecia desconfortavelmente pessoal.

Plano, aberto, fechado: as três formas de tudo

Pergunte a um cosmólogo que forma tem o universo e verá os olhos dele acenderem-se como se alguém tivesse acabado de mencionar a sua banda favorita. Dir-lhe-á que o universo pode ser “plano”, “aberto” ou “fechado”, como três destinos diferentes inscritos no próprio tecido do espaço-tempo. Cada opção não descreve apenas geometria num quadro de giz. Define o palco para a forma como as galáxias se movem, como o tempo se estica, como tudo pode acabar.

A maioria de nós aprendeu que o espaço está simplesmente “lá fora”, como uma sala enorme e vazia. Isso não está exatamente certo. A própria sala pode curvar-se.

Pense em três caminhadas simples. Num universo plano, caminha em linha reta para sempre e nunca volta ao ponto de partida. Num universo fechado, como a superfície de uma esfera, se caminhar em linha reta tempo suficiente, um dia regressa por trás das suas próprias costas. Num universo aberto, o espaço curva-se no sentido oposto, como uma sela, e linhas paralelas que começam lado a lado afastam-se lentamente.

O satélite Planck, que mapeou o brilho residual do Big Bang com uma precisão quase obsessiva, sugere que o universo é espantosamente próximo de plano. Não perfeitamente, matematicamente plano, mas tão perto que, à escala humana, mais parece uma mesa de bilhar. Ainda assim, “quase plano” esconde muito drama.

Para os físicos, as implicações são enormes. Um universo fechado favorece um cenário de “Big Crunch”: a expansão abranda, pára, inverte-se, e galáxias distantes acabam por cair de volta umas para as outras. Um universo aberto tende para uma expansão interminável, com o espaço a esticar-se cada vez mais frio e mais vazio, sem limite. Um universo plano fica no fio da navalha, delicadamente equilibrado, empurrado para um lado ou para o outro pela energia escura.

Isto não é apenas uma curiosidade de geometria. A forma define o humor cósmico: um cosmos que recicla, um cosmos em fuga, ou um cosmos perfeitamente suspenso. E, neste momento, os melhores dados dizem que o nosso universo é surpreendentemente plano e está a afastar-se cada vez mais depressa.

Como é que os cientistas medem, de facto, a forma do universo

O truque para medir a forma do universo é que não dá para sair dele e tirar uma selfie. Por isso, os físicos usam a luz como régua. A radiação cósmica de fundo - aquele brilho ténue, com 13,8 mil milhões de anos, que preenche o céu - está coberta de pequenas ondulações de temperatura. Essas ondulações têm um tamanho físico preferencial, como azulejos de tamanho padrão colocados pelo céu no momento em que o universo se tornou transparente.

Ao medir quão grandes esses “azulejos” parecem vistos daqui, conseguem inferir como o espaço se expandiu e curvou entre então e agora. É um pouco como adivinhar se a Terra é redonda observando como os navios desaparecem no horizonte.

Nas salas de aula, isto soa limpo e perfeito, como num manual. Na realidade, é confuso e humano. Equipas discutem erros de calibração. Alguém passa cinco anos a perseguir uma falha que afinal era um cabo mal encaixado. Um investigador contou-me que esteve a olhar para um gráfico às 3 da manhã, convencido de que mostrava um universo fechado, até descobrir que o código estava a ler a coluna errada num ficheiro de dados.

No entanto, o padrão continua a aparecer. Experiências diferentes - Planck, WMAP, telescópios em terra a varrer o céu - convergem na mesma conclusão: as curvaturas que esperaríamos de um cosmos “redondo” ou “em forma de sela” simplesmente não estão lá. O espaço comporta-se de forma inquietante como a aula de geometria de Euclides.

A planura, porém, levanta os seus próprios enigmas. Se o universo primitivo tivesse sido apenas ligeiramente diferente, a sua geometria hoje deveria ser fortemente curva. Em vez disso, está equilibrado com uma precisão estonteante, como um lápis de pé na ponta durante milhares de milhões de anos. Este “problema da planura” é uma das razões pelas quais os cosmólogos inventaram a inflação: a ideia de que o universo passou por um surto de expansão extrema na sua primeira fração de segundo.

A inflação teria esticado quaisquer irregularidades iniciais da geometria até ficarem quase perfeitamente planas, tal como encher um balão suaviza pequenas rugas. É uma narrativa elegante e que encaixa bem nos dados. Ainda assim, alguns físicos admitem em voz baixa: talvez nos esteja a escapar uma razão mais profunda para o universo ser tão estranhamente plano. O mistério não desapareceu. Apenas mudou de forma.

A forma do universo muda o nosso futuro?

No papel, a forma do universo diz-lhe como a história termina. Um universo fechado com matéria suficiente pode abrandar, inverter e colapsar num Big Crunch. Um universo aberto deriva para um futuro frio e desbotado, em que as estrelas se apagam e as galáxias deixam de se ver umas às outras para sempre. Um universo plano, com a mistura certa de matéria e energia escura, passa entre esses destinos.

As evidências atuais dizem que a expansão está a acelerar, impulsionada pela energia escura. Nesse cenário, o nosso universo plano não recola. Continua a esticar-se, cada vez mais depressa.

Isto soa distante, como algo que só um descendente longínquo da nossa galáxia se preocuparia. E, no entanto, há aqui um puxão emocional silencioso. Todos já passámos por aquele momento em que olhamos para o céu noturno e nos sentimos ao mesmo tempo minúsculos e, de forma estranha, ligados a tudo. Saber que, dentro de alguns biliões de anos, outras galáxias terão recuado tanto que a sua luz nunca nos poderá alcançar acrescenta uma aresta afiada a esse sentimento.

Sejamos honestos: ninguém se senta e reorganiza a vida porque o universo é plano. Mas, a algum nível, esta previsão distante remodela a nossa noção do que significa “para sempre”.

Há mais uma reviravolta: à medida que a expansão acelera, galáxias distantes vão desaparecer de vista por detrás de uma espécie de horizonte cósmico. Civilizações futuras podem não conseguir medir o Big Bang, a radiação cósmica de fundo, ou sequer ver evidências de que o universo está a expandir-se. A forma do universo é algo que temos uma sorte invulgar em conseguir medir agora.

Um cosmólogo colocou-o assim:

“Vivemos numa época especial em que o céu ainda é generoso em informação. Daqui a milhares de milhões de anos, o universo parecerá muito mais vazio e muito mais enganador.”

Em termos práticos, este destino distante inclina discretamente as nossas prioridades hoje:

• Estudar o céu agora, enquanto as pistas mais nítidas ainda são visíveis
• Preservar dados e métodos para pessoas que virão muito depois de nós
• Aceitar que algumas perguntas cósmicas podem nunca ter respostas perfeitamente limpas

Então… isto importa mesmo para nós?

À escala de vidas humanas, a forma do universo não vai mudar a sua renda, o seu trabalho, ou a hora a que o despertador toca amanhã de manhã. Ainda assim, infiltra-se pela porta das traseiras do sentido. Saber que vivemos num universo plano, a caminho de uma expansão interminável, inclina as nossas histórias para um tipo de fim: não um colapso dramático, mas um esmorecimento lento.

Algumas pessoas acham essa perspetiva sombria. Outras ouvem nela uma espécie de liberdade. Não há um esmagamento final a temer. Apenas uma vastidão aberta e ondulante, onde tudo o que importa tem de acontecer localmente, nos pequenos bolsos quentes onde a vida aparece e teimosamente se agarra.

Quanto mais aprendemos, mais o universo parece menos uma narrativa arrumada e mais uma paisagem vasta, meio compreendida. A nossa geometria cósmica diz-nos que não estamos num percurso em loop, destinados a repetir a mesma história num ciclo futuro. Sugere uma viagem de sentido único, sem botão de reinício - e isso pode ser estranhamente estabilizador.

Talvez o verdadeiro valor de perguntar se o universo é plano, aberto ou fechado não seja o rótulo exato que lhe colamos. É a forma como a pergunta nos estica, empurrando-nos a pensar para além do nosso século, da nossa espécie, até da nossa galáxia. Nesse sentido, cada medição, cada mapa do céu, é na verdade um espelho apontado a nós.

Ponto-chave	Detalhe	Valor para o leitor
O universo parece plano	As medições da radiação cósmica de fundo mostram quase nenhuma curvatura à grande escala	Ajuda a compreender o consenso científico atual por detrás das manchetes sobre a “forma do universo”
A forma liga-se ao destino cósmico	Universos fechados, abertos e planos sugerem finais diferentes a longo prazo para a expansão	Dá contexto aos debates “Big Crunch” vs expansão interminável
Vivemos numa era observacional especial	A expansão acelerada acabará por esconder evidências-chave como galáxias distantes e a RCF	Realça porque os resultados da cosmologia de hoje são singularmente preciosos na história humana

FAQ:

• O universo é definitivamente plano? Os dados atuais dizem que é extremamente próximo de plano, com apenas uma margem muito pequena para curvatura, mas os cientistas ainda admitem pequenas incertezas.
  
• Qual é a diferença entre espaço plano e espaço aberto? O espaço plano segue a geometria comum (linhas paralelas mantêm-se paralelas), enquanto o espaço aberto tem curvatura negativa (linhas paralelas afastam-se lentamente).
  
• Um universo plano significa que continua para sempre? Provavelmente, mas não é garantido; a geometria plana sugere fortemente uma extensão infinita, embora alguns modelos exóticos possam ser finitos e, ainda assim, efetivamente planos.
  
• A forma do universo pode mudar ao longo do tempo? A curvatura subjacente mantém-se a mesma, mas a forma como a expansão se comporta pode mudar à medida que a energia escura e a matéria se tornam mais ou menos dominantes.
  
• Devo eu, pessoalmente, importar-me com a geometria do universo? Se tem curiosidade sobre de onde viemos e para onde “tudo” está a caminhar, então sim - ela molda silenciosamente essas respostas, mesmo que a sua vida diária permaneça a mesma.