O Universo: Origem, Estrutura e Destinos Cósmicos

11 O Eco do Big Bang: Radiação de Fundo

A expansão do universo fez com que os fótons de radiação luminosa esfriassem até atingir a temperatura atual. Isso implica a redução da intensidade da radiação e, consequentemente, o aumento do comprimento de onda para frequências de micro-ondas, o que é chamado de Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas (CMB).

12 Eras de Galáxias

A matéria se organizou em átomos de hidrogênio, hélio e lítio, que formaram uma vasta nebulosa primordial a partir da qual as galáxias se formaram por um mecanismo de instabilidade gravitacional. Talvez a força da gravidade, agindo sobre as flutuações iniciais ou irregularidades na densidade e temperatura do material gerado durante a inflação do universo, tenha feito com que o campo da nebulosa primordial se fragmentasse em filamentos e aglomerados. Essas formações foram a origem de estruturas em larga escala, onde as galáxias se reúnem em grupos, superaglomerados e filamentos, conferindo ao nosso universo uma aparência borbulhante e fofa.

13 A Energia Escura

A energia escura atua como uma força repulsiva contra a gravidade e se assemelha à constante cosmológica. A energia escura, de natureza desconhecida, representa aproximadamente 74% da densidade de matéria-energia do universo.

14 A Matéria Escura

As galáxias e toda a matéria visível no universo representam apenas 4% da densidade de matéria-energia. Por isso, é possível que as regiões não sejam tão vazias, pois os astrônomos acreditam que podem estar preenchidas com um tipo de matéria chamada matéria escura. Sua natureza ainda não é conhecida, pois não emite nem absorve radiação eletromagnética que permita detectá-la diretamente. Sua existência só pode ser evidenciada indiretamente por seus efeitos gravitacionais sobre as galáxias. A matéria escura é uma teia invisível que serve como uma espécie de esqueleto cósmico que entrelaça os aglomerados de galáxias e toda a matéria comum que podemos ver.

15 O Futuro do Universo

Os cosmólogos acreditam que o futuro do universo depende da densidade de massa-energia e admitem dois destinos possíveis: o Big Chill e o Big Crunch. No entanto, a recente descoberta da energia escura, responsável pela expansão acelerada, levantou outro cenário possível para o destino futuro do universo: o Big Rip.

Big Chill: O Grande Resfriamento

Um universo aberto, onde a matéria-energia é insuficiente e não alcançou a densidade crítica para frear a expansão gravitacional.

Big Crunch: A Grande Contração

Um universo fechado, onde a quantidade de matéria e energia é suficiente para superar a densidade crítica e criar um empuxo gravitacional tão forte que retarda a expansão e começa a invertê-la, levando a uma contração de grande porte, até o ponto de singularidade.

Big Rip: O Grande Rasgo

Um universo próximo à densidade crítica, mas onde a força repulsiva da energia escura supera a força da gravidade.

16 Estrutura do Universo: Distâncias e Escalas

Talvez pela ação da matéria escura, ou por algum motivo ainda desconhecido, os mais de 100 bilhões de galáxias que compõem o universo tendem a se reunir em grupos, chamados aglomerados (clusters). Estes são agrupados em superaglomerados que, por sua vez, se organizam em filamentos, como enormes paredes cósmicas. O universo tem uma estrutura esponjosa e borbulhante, onde os aglomerados de galáxias se organizam como filamentos nas paredes das bolhas, sustentados por uma espécie de esqueleto formado por matéria escura cósmica.

17 Galáxias: Ilhas no Universo. A Via Láctea

As galáxias são vastas acumulações de matéria na forma de poeira cósmica, nebulosas e estrelas, algumas das quais possuem sistemas planetários. Todos esses componentes galácticos estão unidos por fortes forças de atração gravitacional geradas entre as massas. Nas galáxias, o espaço entre as estrelas não está vazio; ele contém o meio interestelar, uma mistura de gases e poeira. Também possui uma pequena fração de compostos orgânicos sintetizados por um conjunto de reações químicas que fazem do meio interestelar um verdadeiro laboratório cósmico. A Via Láctea é uma galáxia espiral que contém poeira, nebulosas cósmicas e entre 100 bilhões e 300 bilhões de estrelas. O Sol, a Terra e outros planetas do sistema solar, onde estamos, estão localizados em um de seus braços, a cerca de 30 mil anos-luz do centro.