A eternidade antes da eternidade

As cinco idades do universo – Parte 12

PETER MOON

A Era Estelífera do universo, aquela em que vivemos, começou com o Big Bang há 13,75 bilhões de anos. Na Era Estelífera, bilhões de galáxias ornadas por bilhões de estrelas cintilantes executam sua valsa gravitacional através das vastidões do vácuo intergaláctico. A Era Estelífera é dominada por gerações sucessivas de estrelas que iluminaram, iluminam e iluminarão as 400 bilhões de galáxias do universo visível. A Era Estelífera iniciou com o Big Bang, mas no durará para sempre.

Como vimos em Quanto tempo tem o tempo, a coluna da semana passada, um dia, daqui 100 trilhões de anos, todo o hidrogênio que foi produzido no Big Bang - e serve para alimentar as fornalhas atômicas de todas as estrelas de todas as galáxias - terá sido consumido. Um dia, daqui 100 trilhões de anos, não haverá mais combustível para incendiar novas estrelas. Quando o universo for sete mil vezes mais velho que hoje, uma derradeira geração de estrelas no firmamento começará a apagar. Nenhuma outra acenderá para tomar o seu lugar. O candelabro estelar aceso desde o Big Bang apagará para sempre (leia O candelabro estelar).

100 trilhões de anos é um lapso de tempo inconcebível quando comparado ao tempo de uma vida, da civilização, da nossa espécie, da Terra ou os 13,72 bilhões de anos desde o Big Bang. 100 trilhões de anos é um lapso de tempo colossal quando confrontado com a idade atual do universo. Ainda assim, quando confrontado com o futuro infinito, 100 trilhões de anos não passarão de um breve momento antes da eternidade. O universo ainda será jovem

Após o último estertor da Era Estelífera, quando todas as estrelas tiverem se apagado, iniciará a Era da Degenerescência. Daqui a 100 trilhões de anos o espaço será quase totalmente escuro. Só não será completamente escuro porque as estrelas continuarão resfriando e, portanto, emitindo calor, por incontáveis trilhões de anos. Imagine as brasas de uma fogueira que continuam ardendo após o fogo apagar. As estrelas continuarão ardendo, irradiando uma luminosidade muito baixa e muito difusa. Eventualmente, até mesmo esta radiação cessará. O destino inexorável de qualquer estrela é resfriar totalmente, até evaporar e desaparecer.

O tempo necessário para que todos os cadáveres estelares do universo resfriem até o ponto de inflexão da inexistência é de um bilhão de trilhão de trilhão de anos, que é quanto durará a Era da Degenerescência. Trata-se de um lapso de tempo tão incompreensivelmente vasto que só faz sentido nas equações dos astrofísicos. Ainda assim, diante da perspectiva da eternidade, a evaporação das estrelas durará um breve momento. Quando este momento tiver passado, aí, sim, o universo será completamente escuro.

A evolução das estrelas e o destino do cosmo

Faz pouco mais de 80 anos que o astrônomo americano Edwin Hubble descobriu que a Via Láctea não se confundia com o universo. Em 1929, observando o céu noturno no Observatório Mount Wilson, na Califórnia, Hubble percebeu que a nossa galáxia é apenas e tão somente uma entre incontáveis bilhões de outras no firmamento. Hubble também descobriu que as galáxias estão se afastando umas das outras a velocidades crescentes. Foi esta última constatação que serviu de germe para a teoria do Big Bang. Se todas as galáxias estão se afastando umas das outras, então num passado remoto todas deveriam ter estado unidas, concentradas num mesmo ponto no espaço.

A ideia do Big Bang é dos anos 1940. É impressionante a quantidade de conhecimento sobre o passado e o futuro do universo que o ser humano acumulou nestes 70 anos. Todo este conhecimento resultou num panorama bastante detalhado de como se espera será a evolução do universo no futuro, por mais inimaginavelmente remoto que seja este futuro.

O destino do cosmo está intimamente ligado à evolução das estrelas, desde o seu nascimento, passando por vida e morte. Estrelas pequenas, aquelas com menos de um décimo da massa do nosso Sol, formam uma imensa maioria dentro da grande família estelar universal. Estas estrelas pequenas queimam por vários trilhões de anos. Quando enfim apagam, elas definham na forma de brasas estelares conhecidas como anãs-vermelhas, que resfriam ao longo de muitos trilhões de anos.

Estrelas de porte médio, com massas que variam de um décimo até oito vezes a massa do Sol, levam em média 10 bilhões de anos para consumir todo o seu combustível nuclear. Quando apagam, resfriam na forma de anãs-brancas ao longo de muitos trilhões de anos. Cerca de uma em cada dez estrelas se enquadra nesta categoria.

Estrelas grandes ou gigantes, com oito ou mais vezes a massa do Sol, têm vidas breves e alucinantes, e morrem de forma esplendorosa. Elas queimam rápido, ardem demais e terminam sua vida em explosões catastróficas chamadas supernovas. O desfecho da explosão depende intimamente de sua massa.

Uma estrela grande, com massa oito vezes superior àquela do Sol, explode ejetando toda a sua matéria ao espaço interestelar. Ao fazê-lo, ela fornece matéria prima para uma nova geração de estrelas e planetas (Leia Somos poeira de estrelas). É o destino de uma em cada 100 estrelas.

Se a estrela for muito grande, com dezenas de massas solares, seu destino será outro. Ao explodir, ela ejetará boa parte da sua massa para o espaço, à exceção de seu núcleo. Este irá se contrair para formar um objeto estelar exótico chamado estrela de nêutrons, que sobreviverá por quatrilhões de anos. Este é o destino de uma em cada 400 estrelas.

Uma estrela verdadeiramente gigante, com centenas de vezes a massa do Sol, queimará com um pavio curtíssimo por um milhão de anos. Ao explodir, ejetará suas camadas externas. Seu núcleo mergulhará numa implosão descontrolada que esmagará toda a matéria restante a densidades quase infinitas. Onde havia uma estrela gigante restará um buraco-negro, um objeto diminuto cuja atração gravitacional será infinita e do qual nada, nem mesmo a luz, poderá escapar. Só uma em cada três mil estrelas nasce com massa suficiente para gerar um buraco-negro.

A partir do momento em que se formam, os buracos-negros são os objetos mais estáveis do universo. Eles sobreviverão para presenciar a evaporação de anãs-vermelhas e brancas, o desaparecimento das estrelas de nêutrons e até mesmo da diluição caótica das galáxias. Os buracos-negros sobreviverão à Era da Degenerescência.

O tempo de vida de um buraco-negro só não se confunde com a eternidade porque esta não tem fim, e qualquer buraco-negro, por mais longevo que seja em algum momento num futuro incomensuravelmente distante desaparecerá. Este futuro começará com a Era dos Buracos-Negros, daqui um bilhão de trilhão de trilhão de anos.

Continuamos na semana que vem.

Fonte: Five Ages of the Universe: Inside the Physics of eternity (1999), de Fred Adams e Greg Laughli. Free Press.

continuação de: Quanto tempo tem o tempo?

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