Esta é daquelas coisas que tem tudo para parecer estranho, mas que nos passam despercebidas desde sempre. Afinal de contas, o facto de o Universo ser escuro sempre foi intuitivo para nós. Mas com tantas estrelas e tantas galáxias, não era suposto o espaço ser um mar de luz? Fazendo as contas, no Universo observável […]
Esta é daquelas coisas que tem tudo para parecer estranho, mas que nos passam despercebidas desde sempre. Afinal de contas, o facto de o Universo ser escuro sempre foi intuitivo para nós. Mas com tantas estrelas e tantas galáxias, não era suposto o espaço ser um mar de luz?
Fazendo as contas, no Universo observável haverá:
dois biliões de galáxias: 2 000 000 000 000
um quatrilião de estrelas: 1 000 000 000 000 000 000 000 000
Com tanta luz, como é que o Universo é escuro? Além de parecer óbvia, o curioso é que esta pergunta que não só nos ajuda a perceber o quão velho é o Universo, como também demonstra que um evento como o Big Bang aconteceu.
Em primeiro lugar, devemos lembrar-nos que quando olhamos para o céu, à noite, há duas coisas que vemos imenso: imensas estrelas e imenso nada. Com muita poluição luminosa, conseguimos ver apenas algumas estrelas, mas sabemos que há imensas no Universo observável. Mais estrelas do que pessoas que alguma vez viveram, ou ainda mais estrelas do que palavras alguma vez ditas por toda a gente que já viveu.
Brilho Superficial
Heinrich Olbers, astrónomo alemão, foi quem «deu à luz» ao porquê de o espaço ser escuro. À época, pensava-se que o Universo era infinito, mas estático, significando que o Universo não tinha fim e não se mexia — algo muito semelhante às nossas segundas-feiras.
Na tentativa de conjeturar uma explicação, Olbers sabia que o brilho superficial de uma estrela permanece constante, não importa o quão longe ela se encontre de nós. Basicamente, se desenharmos diretamente uma linha em direção ao Sol, num ponto específico da sua superfície, independentemente do quão longe estivermos, a luz do Sol vai ter a mesma intensidade.
Isto criava um problema claro: se o Universo e o número de estrelas era infinito, para onde quer que olhássemos, iríamos sempre ver uma estrela. Seria impossível haver um pedaço de céu escuro.
A melhor analogia é a de uma floresta: para onde quer que olhemos, vemos uma árvore. Se o Universo fosse infinito e estático, o céu seria tão claro quanto a superfície de uma estrela e nunca haveria noites. Como sabemos, para bem da nossa saúde e do nosso sono, não é esse o caso.
A verdade é que Heinrich Olbers nunca conseguiu resolver este paradoxo, criando-se assim o famoso Paradoxo de Olbers. E o nome da pessoa que resolveu este paradoxo anos mais tarde, já no século xx, é-nos familiar: Edwin Hubble, o astrónomo norte-americano cujo nome batizou o famoso telescópio espacial Hubble.
Nos anos 20, Hubble descobriu que o comprimento da onda da luz de estrelas e galáxias distantes estica ao longo do tempo, convertendo-se em infravermelhos. A este fenómeno chama-se red shift, que em português se designa como «desvio para o vermelho»: quanto mais distante for a origem da luz, ou quanto mais essa origem se afastar de nós, mais ténue se tornará a luz, convertendo-se assim em infravermelhos, mantendo a aparência avermelhada até a deixarmos de conseguir ver, porque os nossos olhos não são sensíveis a este espectro da luz.
Hubble, também notou algo muito importante: que a luz de galáxias muito distantes se converte em infravermelhos muito mais depressa do que a daquelas que estão mais próximas de nós. Com esta observação, ele fez a estrondosa descoberta de que não só o Universo se expandia, como se estava a expandir de modo exponencial, e cada vez mais depressa nas regiões mais distantes de nós. Ou seja: quanto mais longe olhamos, mais depressa o Universo se parece estar a expandir, porque o quão mais longínqua é a luz, mais variação para o vermelho observamos.
Et vòila: esta descoberta mostrou-nos que o Universo, afinal, não é infinito e estático, mas, sim, dinâmico e está em expansão — e assim se resolveu o Paradoxo de Olbert: o espaço expande mais depressa do que a luz, fazendo com que esta não se consiga manter num comprimento de onda visível para nós.
A velocidade superior de expansão do Universo aparenta fazer esticar as ondas de luz dos corpos celestes, convertendo-as progressivamente num espectro de luz que não é visível: primeiro em infravermelhos, depois micro-ondas e, por fim, em ondas de rádio.
Portanto, respondendo à nossa pergunta: o espaço é escuro não apenas pelo facto de a luz não conseguir acompanhar a velocidade de expansão do Universo, fazendo com que haja regiões escuras; é escuro também porque a velocidade da luz tem um limite, e à medida que o Universo expande mais rápido do que a velocidade da luz, o espaço estica a luz até a um comprimento de onda que não conseguimos ver, diluindo drasticamente a luz visível pelo espaço.
Ou seja: o espaço é escuro aos nossos olhos, não por não conter luz, mas sim, porque se expande e estica a luz para um espectro que não é visível a olhos humanos.
Se os nossos olhos fossem sensíveis a comprimentos de onda mais baixos, como infravermelhos, então o Universo seria muito iluminado. Todas estas descobertas levaram a ciência a saber como detetar a luz que está para além dos infravermelhos, como ondas de rádio e micro-ondas. Daí o famoso Cosmic Background Radiation ser o retrato mais antigo e brilhante do Universo.
Este artigo consiste num excerto adaptado, do livro As 100 maiores curiosidades sobre o cosmos (Oficina do Livro, 2024), de Fábio da Silva, com o consentimento do autor.
