Os vazios cósmicos parecem vazios, mas podem estar destruindo o universo

O vácuo do espaço-tempo contém algo fundamental. É difícil descrever com precisão com a linguagem cotidiana, mas os físicos referem-se a esses ingredientes subjacentes como campos quânticos. Na teoria quântica de campos, as partículas que constituem o nosso mundo, como os elétrons, os quarks top, os neutrinos e até a matéria escura, não são objetos independentes no sentido usual. O que chamamos de partícula é na verdade uma expressão visível de algo mais profundo.

Estas estruturas mais profundas são os próprios campos. Cada tipo de partícula possui um campo correspondente. Esses campos permeiam cada centímetro cúbico de espaço e tempo. Eles existem desde o Big Bang e se estendem por todo o universo.

Quando observamos uma partícula, como um eletrão a mover-se através do espaço, estamos na verdade a detetar uma ondulação ou vibração no seu campo subjacente. A partícula é uma excitação viajante desse campo. Mesmo que todas as partículas fossem removidas, os campos ainda permaneceriam.

Energia do Vácuo e a Origem da Energia Escura

Esses campos também contêm energia. Devido ao princípio da incerteza de Heisenberg, o vácuo não pode ser completamente desprovido de energia. Quando os físicos tentam calcular quanta energia existe no espaço vazio, os resultados podem variar de valores extremamente grandes a valores teoricamente infinitos… o que também é outro episódio.

O que importa é que esta energia do vácuo produza um efeito mensurável. Esse efeito é conhecido como “energia escura”, nome que os cientistas usam para descrever a expansão acelerada do universo.

As observações mostram que a quantidade real de energia do vácuo é relativamente pequena, embora não seja zero. Na maioria dos ambientes do universo, sua influência é insignificante. Regiões cheias de matéria dominam completamente o comportamento local do espaço.

Aqui na Terra, por exemplo, a matéria é tão densa que a energia escura não tem impacto perceptível. Se a energia escura desaparecesse repentinamente, a física cotidiana permaneceria inalterada. A trajetória de uma bola de beisebol lançada seria idêntica. Seu burrito ainda cozinharia no micro-ondas exatamente na mesma proporção. Nada na vida diária seria diferente.

Onde a energia escura domina o universo

A mesma situação se aplica a grande parte do cosmos. Galáxias, aglomerados de galáxias, filamentos e paredes da teia cósmica são regiões repletas de matéria. Nestes ambientes, a energia escura quase não desempenha nenhum papel.

Os vazios cósmicos são diferentes.

Os vazios são regiões enormes onde a matéria está praticamente ausente. Nessas áreas, o próprio vácuo do espaço-tempo torna-se a influência dominante. Se você pudesse se colocar no meio de um vazio cósmico, estaria efetivamente cercado pela energia escura.

Na verdade, é nos vazios que a energia escura realiza o seu trabalho mais importante. A expansão acelerada do universo não ocorre dentro de regiões densas como galáxias ou aglomerados. Em vez disso, ocorre dentro de vastos vazios.

Os vazios cósmicos estão se expandindo

Os vazios cósmicos não são apenas lacunas vazias entre as estruturas do universo. Eles estão crescendo ativamente. À medida que a energia escura empurra o espaço para fora, os vazios se expandem e pressionam a teia cósmica circundante.

Ao longo de imensos períodos de tempo, este processo desmonta gradualmente a estrutura em grande escala do universo. A intrincada rede de galáxias, aglomerados e filamentos que os astrônomos veem hoje não durará para sempre. Nos próximos 5-10-20 bilhões de anos, o número exato não importa, a teia cósmica desaparecerá lentamente à medida que os vazios em expansão esticam tudo para mais longe.

Por que o espaço vazio nunca está verdadeiramente vazio

Nesse sentido, os vazios cósmicos estão longe de ser vazios. Eles estão preenchidos com a energia sutil dos campos quânticos. Essa energia influencia todo o universo, impulsionando sua expansão acelerada.

Os vazios são as únicas regiões onde este efeito se torna dominante, precisamente porque não contêm quase mais nada.

Então, sim, os vazios cósmicos estão vazios de matéria. É assim que os astrônomos os identificam e medem. Mas a falta de matéria significa que estão cheios de energia escura.

Onde quer que você viaje no universo, seja para uma galáxia próxima ou para o interior mais profundo do vazio mais vazio, você nunca estará verdadeiramente sozinho.