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O fim do mundo existe, sim. Para os cosmologistas, em algum lugar do espaço há uma linha que delimita, claramente, a fronteira do nosso Universo de muitos outros mundos cósmicos. Entre eles, um viajante atravessaria um oceano desconhecido, cheio de uma substância hipotética, batizada de falso vácuo.

Verdade seja dita, ninguém sabe, ainda, como atravessar esse deserto para chegar aos cosmos estrangeiros. "Mesmo assim, estamos convencidos de que eles estão lá", assegurou à SUPER o astrofísico Craig Hogan, da Universidade de Washington, nos Estados Unidos. "Podemos ver indícios indiretos deles no brilho do Big Bang, a explosão que criou o nosso Universo há 13 bilhões de anos."

A evidência, explica Hogan, é que a luminescência é perfeita demais. Ela chega à Terra de todos os lados ao mesmo tempo e exatamente com a mesma intensidade, não importa para onde se olhe. "Mas como explicar isso?", pergunta Hogan. "O Big Bang deve ter tido irregularidades, com algumas partes mais densas e outras mais rarefeitas."

A solução, proposta em 1979 pelo matemático americano Alan Guth, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, foi supor que o Cosmo brotou de um único ponto da explosão — uma área tão pequena que quase não continha variações de densidade. Assim se justificaria o fulgor sem defeitos que emanou daí. Mas, então, se de um ponto do Big Bang saiu um universo, de outros pontos devem ter surgido diversos cosmos semelhantes ao nosso. Já pensou?

Nesta reportagem, a SUPER convida você para uma turnê pelos cosmos que se supõe existam por aí. Você vai descobrir por que a sacada explosiva de Guth é a mais importante da Cosmologia atual.

Mergulho num mar de vácuo falso

Nos últimos meses, o matemático americano Alan Guth está atolado em compromissos. Ele não consegue atender a todos os convites que recebe para falar sobre a teoria que criou, em 1979, como um meio de explicar a origem do Cosmo. Ela contém um conceito novo, que vem sendo comprovado por todas as investigações recentes, segundo o qual, além da atração gravitacional, existiria também uma antigravidade, que tende a afastar os objetos celestes uns dos outros.

Desde 1997 se desconfia que há, mesmo, uma força no espaço empurrando as galáxias para longe umas das outras (veja Velocidade máxima, na SUPER número 6, ano 12). Este ano, o efeito foi confirmado pelo astrofísico Saul Perlmutter, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos. "As provas não são definitivas", disse Guth à SUPER. "Mas a teoria caminha depressa para a aceitação completa."

Na concepção do matemático, o espaço no princípio continha apenas um material exótico, sobre o qual sabe-se muito pouco além do nome: falso vácuo. Ele teria duas propriedades essenciais. A primeira é que seria dotado de antigravidade, com a qual teria aumentado o tamanho do Cosmo de maneira fenomenal. A segunda característica é que a substância primitiva, ao ficar mais rarefeita, após o crescimento, teria se transformado em partículas componentes do átomo, como elétrons e prótons.

A teoria mostra que, dentro do oceano de falso vácuo, essas partículas brotaram em bolhas contendo, cada uma delas, quintilhões de prótons e elétrons. Em seguida, cada bolha se expandiu para virar um universo inteiro. O nosso é um deles (veja o infográfico).

Guth imaginou que, depois de gerar multiuniversos, o falso vácuo teria ficado sem ação. Mas, em vez disso, as pesquisas estão revelando que ainda há, sim, algum resíduo dele por aí, afastando as galáxias até hoje. A partir dessa pista, talvez se descubra como chegar a um outro universo. Por enquanto tudo é incerto, já que alguns cientistas avaliam que os cosmos se afastam à velocidade da luz. Como as leis da Física proíbem ir mais depressa que isso, a viagem seria inviável. Outros pensam que o distanciamento pode não ser tão rápido. Se for assim, nada nos impediria de tentar a travessia.

Tentativa de fabricar um mini-Big Bang

De acordo com o matemático Alan Guth, é possível fabricar um universo em miniatura no laboratório. É claro que ainda está por ser inventada a tecnologia para realizar a proeza. Mas a investigação pode dar aos teóricos uma idéia mais precisa sobre o falso vácuo, que é a forma que tinham a matéria e a energia no momento do Big Bang.

Numa tentativa de reproduzir o processo, é preciso levar em conta uma propriedade crucial do falso vácuo — a de que ele susbsiste apenas sob altíssima compressão, como a que dominava o Cosmo no início dos tempos. Num ambiente menos apertado, ele se transforma em matéria comum, composta de partículas como os elétrons e os prótons. Então, o primeiro passo para se criar um universo consiste em concentrar grande quantidade de energia num ponto bem pequeno. Jogando um feixe de laser superpoderoso contra outro, se poderia criar uma pressão bem alta (veja no infográfico).

Aí, a própria luz viraria falso vácuo. Nesse estágio, ele estaria confinado a um volume menor que o de um núcleo atômico. Tão apertado que bastaria desligar o laser para que o falso vácuo começasse a se expandir num ritmo alucinante. Foi o que ocorreu no Big Bang, mas lá a substância exótica pôde crescer porque nada havia à sua volta. No laboratório, a matéria comum e até o vazio — o vácuo de verdade — criam força contrária à expansão.

"Então, depois de crescer um pouco, o universo de bolso desabaria sobre si mesmo", diz o americano Alan Guth, que fez as contas para verificar a viabilidade da experiência. Ele explica que o resultado seria um buraco negro bem pequeno e perigoso, pois, ao contrário dos grandes, os microastros escuros tendem a explodir como uma bomba atômica. "Quem tentasse a experiência morreria", conclui Guth.

O susto lembra que, além do fim do mundo, se estendem os domínios do falso vácuo. Ao tentar atravessá-lo para visitar outros universos, os responsáveis pelas possíveis turnês intercósmicas do futuro terão de tomar cuidado para não perturbá-lo em excesso. Caso contrário, correrão o risco de transformar o passeio numa minidetonação cósmica.

Para saber mais

O Universo Inflacionário, Alan Guth, Editora Campus, Rio de Janeiro, 1997.

Dobras no Tempo, George Smoot e Keay Davidson, Editora Rocco, Rio de Janeiro, 1995.

1. Pela teoria do matemático americano Alan Guth, no momento do Big Bang o Universo passou por um crescimento gigantesco, que durou menos de 1 trilionésimo de segundo.

2. Nessa fase, toda a matéria e a energia tinham uma forma batizada de falso vácuo. Dotado de antigravidade, foi o falso vácuo que acelerou o impulso do Big Bang.

3. Espalhado, o falso vácuo ficou rarefeito, e isso, conforme a teoria, fez com que, em alguns pontos, ele se transformasse em partículas como os prótons e os elétrons.

4. As partículas recém-criadas formaram bolhas dentro do oceano de falso vácuo. Isso aconteceu 1 segundo depois do Big Bang. Cada esfera cresceu até se tornar um universo inteiro. O nosso é apenas um deles.

5. Em seguida, cada membro da família de cosmos encheu-se de estrelas e galáxias. No nosso Universo, esse processo começou 1 milhão de anos depois do Big Bang.

1. Primeiro, seria preciso reunir grande quantidade de energia. Jogando um laser contra outro, espreme-se a luz até criar um pacote luminoso menor que um núcleo atômico.

2. Com a redução do volume, a luz se transformaria num material chamado de falso vácuo, que teria enchido o Universo na hora do Big Bang.

3. Dotado de antigravidade, o falso vácuo tende a se espalhar. Ele cresce como uma bolha e gera a miniatura de um cosmo em expansão.

4. Como a bolha está dentro do nosso universo, este criaria forças que a impedem de crescer. O cosmo de bolso desmoronaria sobre si mesmo e viraria um buraco-negro.