Universo

Vamos explicar o que é o universo, sua origem e como está composto. Além disso, quais são suas características gerais, seu estudo e exploração.

O que é o universo?

Chama-se universo à vasta extensão que contém galáxias, estrelas, planetas, gases, poeira cósmica e outros componentes. Não tem um limite conhecido e se expande constantemente.

A teoria mais aceita para explicar a origem do universo é a do Big Bang. Esta teoria postula que toda a matéria e energia do universo estava concentrada em um ponto extremamente pequeno. Durante o Big Bang, há cerca de 13 810 bilhões de anos, uma expansão abrupta e rápida foi desencadeada que libertou uma enorme quantidade de energia. À medida que o universo se expandia, a temperatura diminuiu, permitindo a formação de estruturas mais complexas, como estrelas, planetas e galáxias.

A unidade de medida normalmente usada para descrever distâncias no universo é o ano-luz, equivalente ao trajeto que a luz percorre em um ano, ou seja, 9 461 bilhões de quilômetros. O universo observável abarca dimensões enormes, com galáxias que se encontram a milhões e até milhares de milhões de anos-luz de distância.

• Veja também: Teoria do Big Bang

Características do universo

As principais características do universo são:

• Formou-se há cerca de 13 810 milhões de anos.
• A teoria mais aceita sobre a sua origem é a do Big Bang.
• Contém galáxias, estrelas, planetas, gases e poeira cósmica.
• Está em constante expansão.
• O universo visível tem um diâmetro aproximado de 46 500 bilhões de anos-luz.
• É composto por átomos e moléculas, energia e matéria escura.
• É estudado por tecnologia de satélite desde 1957.

Origem e dimensões do universo

Atualmente, a explicação mais aceita sobre a origem do universo é chamada de teoria do Big Bang. Esta teoria sustenta que há quase 14 bilhões de anos toda a matéria do universo estava concentrada em um único ponto. Esta matéria tinha um nível de energia muito alto, o que gerou uma enorme explosão (“big bang”) que deu origem ao universo.

O universo conhecido é apenas uma parte do universo total, e acredita-se que tenha um diâmetro de cerca de 46,5 bilhões de anos-luz.

Composição do universo

O universo é composto por três elementos principais:

• Átomos e moléculas. Inclui estrelas, planetas, galáxias e todos os objetos que podemos observar diretamente.
• Matéria escura. Embora não possa ser observada diretamente, acredita-se que a matéria escura constitui cerca de 27% do universo total. Não interage diretamente com a luz eletromagnética e se faz evidente principalmente por seus efeitos gravitacionais na matéria visível.
• Energia escura. Representa aproximadamente 68% do total do universo. A energia escura é responsável pela aceleração na expansão do universo e é um fenômeno ainda pouco compreendido.

Galáxias e sistemas estelares

As galáxias são as organizações em maior escala que se encontram no universo, e podem se classificar segundo a sua forma em:

• Galáxias elípticas. Têm uma estrutura interna definida com pouca matéria interestelar, ou seja, com poucos gases e poeira cósmica. Dado que as estrelas que as compõem se encontram em uma fase muito avançada de evolução, são consideradas o tipo de galáxias mais antigas.
• Galáxias espirais. Têm um núcleo central do qual surgem braços que formam uma espiral. No núcleo há uma grande quantidade de estrelas e pouquíssima matéria interestelar. Pelo contrário, nos braços a matéria interestelar é abundante. Dentro do universo observável, 75% das galáxias são espirais. Um subtipo de galáxia espiral é a galáxia espiral barrada, que tem apenas dois braços. Um exemplo de galáxia espiral é a nossa, denominada Via Láctea.
• Galáxias espirais barradas. Estima-se que foram galáxias em espiral que perderam a sua matéria interestelar e os seus braços, pelo que só conservam o núcleo em forma de elipse.
• Galáxias irregulares. São aquelas que não têm uma configuração definida.

• Veja também: Galáxias

Estrelas e constelações

As estrelas são objetos celestes maciços que emitem luz e energia devido a reações nucleares em seu núcleo. São um dos componentes fundamentais do universo e desempenham um papel crucial na formação e evolução das galáxias.

As constelações são conjuntos de estrelas no céu noturno que foram identificados, nomeados e utilizados como pontos de referência na astronomia e na navegação desde os tempos antigos. Estes agrupamentos de estrelas, vistas da Terra, parecem formar figuras imaginárias ou representar objetos mitológicos, animais ou pessoas.

Planetas e corpos celestes

A União Astronômica Internacional (IAU, em inglês) determina que um objeto celeste, para ser considerado um planeta, além de orbitar em torno de uma estrela e ter forma esférica, tem que ter “limpa” sua órbita. Isto significa que não deve ter objetos de tamanho semelhante que orbitem ao lado dele.

Além dos planetas e estrelas, existem outros objetos celestes no universo:

• Luas (satélites naturais). São corpos que orbitam os planetas. Alguns planetas não têm luas, como Mercúrio e Vênus; outros, como a Terra, têm apenas uma; outros têm muitas, como Júpiter, com mais de noventa.
• Asteroides. São corpos rochosos ou metálicos que orbitam ao redor do Sol, mas que são menores que os planetas. O Cinturão de Asteroides, entre Marte e Júpiter, é uma região com muitos desses corpos celestes.
• Cometas. São corpos compostos de gelo, pó e gases que desenvolvem uma cauda brilhante quando se aproximam do Sol.
• Meteoros. São pequenas partículas rochosas ou metálicas que entram na atmosfera da Terra e se queimam. Também se chamam estrelas cadentes.

• Veja também: Planetas

A Via Láctea

A Via Láctea é a galáxia onde se encontra o nosso Sistema Solar, com milhares de milhões de outras estrelas e os seus sistemas planetários. Está em um grupo de galáxias chamado Grupo Local. Tem um diâmetro médio estimado em 100 mil anos-luz e calcula-se que nela se encontram entre 100 mil e 400 bilhões de estrelas diferentes.

Formou-se depois do Big Bang, há cerca de 13,6 bilhões de anos. Ao longo de sua história, a Via Láctea tem experimentado fusões com galáxias menores e formação contínua de estrelas e sistemas planetários.

A Via Láctea é observável a olho nu do nosso planeta como uma faixa de luz branca e desfocada que se encontra em toda a esfera celeste. Isto tem permitido sua observação desde a Antiguidade, quando se pensava que continha todas as estrelas do universo.

• Veja também: Via Láctea

O Sistema Solar

O Sistema Solar é o sistema planetário em que a Terra se encontra. Toda exploração que o ser humano fez do universo até agora está limitada a este sistema. Seu centro é o Sol, cuja força gravitacional criou as órbitas de oito planetas. Em ordem de proximidade do Sol, estes planetas são:

Planetas terrestres. São aqueles compostos por rocha e metal.

• Mercúrio. É o planeta mais próximo do Sol e o menor do sistema. Não tem satélites.
• Vênus. É um planeta similar à Terra em tamanho, massa e composição, embora não tenha satélites.
• Terra. É o planeta mais denso do Sistema Solar. Seu único satélite natural é a Lua, mas atualmente tem muitos satélites artificiais criados pelo ser humano.
• Marte. É um planeta com aparência avermelhada devido ao óxido de ferro que há em sua superfície. Possui duas luas: Fobos e Deimos.

Planetas gasosos. São aqueles compostos por gelo e gases.

• Júpiter. É o maior planeta do Sistema Solar, 318 vezes maior que a Terra.
• Saturno. É o planeta que tem os anéis mais visíveis. Estes anéis são um conjunto de milhões de partículas que giram ao redor do planeta. Urano e Netuno também os têm, embora menos visíveis da Terra.
• Urano. É um planeta que foi catalogado como tal apenas em 1781, pela lentidão que apresenta sua órbita.
• Netuno. É um planeta 17 vezes maior que a Terra e foi observado pela primeira vez em 1846.

• Veja também: Sistema Solar

Os buracos negros

Os buracos negros são regiões do universo onde a gravidade é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, pode escapar de sua atração. São formados pelo colapso gravitacional de uma estrela massiva no final do seu ciclo de vida.

Os buracos negros continuam a ser um dos fenômenos cosmológicos mais atraentes no estudo do universo. Por esta razão, são constantemente realizadas novas pesquisas e descobertas sobre eles. No final de março de 2023, a Agência Espacial Europeia (ESA) anunciou a descoberta do buraco negro mais próximo da Terra, localizado a 1560 anos-luz de distância.

Exploração espacial e busca de vida extraterrestre

A humanidade tem observado o universo visível da Terra desde tempos remotos. No século XX, o avanço da tecnologia permitiu fazê-lo também a partir do espaço. A exploração espacial começou com o lançamento do Sputnik 1 em 1957, pela União Soviética (URSS).

A posterior corrida espacial entre os Estados Unidos e a URSS levou a sucessivas explorações. Assim, em 1961, Yuri Gagarin foi o primeiro homem a viajar para o espaço e, em 1969, a Apollo 11 chegou à Lua, quando Neil Armstrong e Buzz Aldrin se tornaram os primeiros humanos a caminhar sobre a sua superfície.

Mais tarde, as sondas espaciais Voyager e Pioneer exploraram o Sistema Solar e forneceram informação sobre os planetas e suas luas. Além disso, o telescópio espacial Hubble, lançado em 1990, forneceu imagens do espaço muito importantes para a compreensão do universo.

A busca por vida extraterrestre tem sido um objetivo constante na exploração espacial. Por exemplo, a missão Viking da NASA, lançada na década de 1970, procurou sinais de vida em Marte.

Além disso, a pesquisa de planetas fora do nosso sistema solar tem experimentado um auge com a descoberta de milhares deles graças a telescópios espaciais como Kepler e TESS. Neles, são rastreados sinais de habitabilidade, como a presença de água. Além disso, o programa SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) utiliza radiotelescópios para escutar sinais de rádio provenientes do espaço em busca de possíveis transmissões de seres extraterrestres.

O fim do universo

A explicação mais aceita sobre um possível fim do universo é chamada de Big Freeze ou Grande Congelamento. Essa teoria é baseada no fato de que nosso universo está se expandindo cada vez mais rápido, devido à energia escura, uma força de natureza ainda desconhecida que leva os corpos celestes a se separarem.

Se esta expansão continuar, à medida que as galáxias se afastarem, a formação de novas estrelas será cada vez menor, e as que existem esgotarão o seu combustível e deixarão de brilhar. Em última análise, sem a luz e o calor das estrelas, o universo se tornaria um lugar excessivamente frio e escuro.

Outras teorias que procuram explicar o fim do universo tal como o conhecemos são a do Big Crunch (ou Grande Colapso) e a do Big Rip. A teoria do Big Crunch se baseia na ideia de que a expansão do universo vai abrandar e, finalmente, começar a se contrair. Este processo levaria o universo a um estado extremamente quente e denso, até ao colapso.

A Teoria do Big Rip propõe que a expansão do universo não só continuará, como se acelerará com o tempo. Em algum momento chegará um ponto em que as forças que mantêm unidas as estruturas cósmicas, como galáxias, estrelas e até átomos, serão superadas pela expansão. Assim, tudo no universo será dilacerado por esta expansão acelerada até alcançar um estado infinitamente vasto e disperso.

• Continue com: Nicolau Copérnico

Referências

• European Space Agency. (2014). El universo. ESA Kids. https://www.esa.int/kids/es/
• Cardona, A. (2018). Cuántos planetas hay en el Sistema Solar, universo y Vía Láctea. EcologíaVerde. https://www.ecologiaverde.com/ 
• National Geographic. (2023). Agujeros negros: qué son y cómo encontrarlos. https://www.nationalgeographic.es/
• Visotsky, J. V. (2023). OVNIS: qué sabe la ciencia sobre la vida en otros planetas. Comisión de Investigaciones Científicas, Gobierno de la Provincia de Buenos Aires, Argentina. https://www.cic.gba.gob.ar/