O Universo Pode Acabar em 33 Bilhões de Anos

O trabalho combina resultados observacionais de amplos levantamentos cosmológicos com um arcabouço teórico específico. O grupo de pesquisa ajustou um modelo onde um campo tipo áxion ultraleve interage com a conhecida constante cosmológica (o Λ no ΛCDM). Seus parâmetros de melhor ajuste, quando combinados com medições recentes da equação de estado da energia escura, favorecem uma constante cosmológica efetiva negativa nesse modelo. Um Λ negativo faz com que a atração gravitacional vença em escalas cosmológicas, produzindo uma reversão da expansão e um "big crunch" (grande colapso) final. Os autores relatam um tempo de vida de referência de cerca de 33 bilhões de anos para o universo nesse modelo.

Por que os novos dados importam

Por duas décadas, o quadro cosmológico padrão tem sido simples e robusto: uma constante cosmológica positiva produz uma expansão acelerada que continua indefinidamente, levando a um futuro frio e vazio frequentemente chamado de "big freeze" (grande congelamento). Mas lançamentos recentes de grandes conjuntos de dados — notadamente aqueles que mapeiam oscilações acústicas de bárions, distâncias de supernovas e o agrupamento de galáxias em grande escala — abriram a possibilidade de que a equação de estado da energia escura w possa diferir do valor constante w = −1 esperado para a energia do vácuo pura. Diversas análises independentes encontraram tensões leves, mas não negligenciáveis, com uma constante cosmológica pura, e essas tensões são o que permite que modelos dinâmicos, como a proposta do áxion, produzam um destino qualitativamente diferente para o fim dos tempos.

Que papel os áxions desempenham?

Números e cronogramas, de forma clara

• A idade do universo hoje: ~13,8 bilhões de anos.
• Tempo de vida total modelado no cenário áxion + Λ negativo: ~33 bilhões de anos desde o Big Bang.
• A expansão continuaria até um máximo em aproximadamente 11 bilhões de anos; a fase de contração começaria então e culminaria em um colapso em cerca de 20 bilhões de anos a partir de agora.

Ressalvas importantes

O resultado chama a atenção, mas está longe de ser um veredito definitivo sobre o destino cósmico. Primeiro, a inferência de uma constante cosmológica negativa surge dentro de um modelo específico que inclui um grau de liberdade extra (o áxion). Diferentes parametrizações ou modelos podem se ajustar aos mesmos dados sem exigir Λ<0. Segundo, as medições atuais da equação de estado da energia escura indicam indícios de comportamento dinâmico ao nível de alguns sigmas em algumas combinações de conjuntos de dados, mas essas tensões são modestas e dependentes do modelo; elas ainda não são universalmente aceitas como evidência definitiva de que a energia do vácuo varia com o tempo. Terceiro, degenerescências na estimativa de parâmetros cosmológicos — onde diferentes combinações de parâmetros produzem observáveis semelhantes — significam que explicações alternativas permanecem plausíveis. Em suma: interessante e plausível, mas provisório.

Outros possíveis desfechos cósmicos

Os cosmólogos continuam a avaliar vários cenários qualitativamente diferentes para o fim dos tempos, incluindo:

O colapso por áxion + Λ negativo é uma das opções neste menu — distinta e dramática, mas não exclusiva. Cada cenário depende de suposições que as observações e a teoria em andamento irão testar.

Por que isso importa — e o que vem a seguir

Determinar o destino do universo é mais do que um exercício de curiosidades cósmicas: sonda o desconhecido mais profundo da física contemporânea, a natureza da energia escura e sua relação com campos fundamentais. A proposta de datar o fim de tudo em algumas dezenas de bilhões de anos é um exemplo de como conjuntos de dados que melhoram rapidamente permitem que os teóricos transformem questões anteriormente filosóficas em hipóteses quantitativas que podem ser verificadas.

Nos próximos anos, um conjunto de experimentos e levantamentos irá refinar essa imagem: lançamentos de dados adicionais do DESI, reanálises de amostras de supernovas do Tipo Ia e observações do Euclid, SPHEREx e do Vera Rubin Observatory devem reduzir as incertezas dos parâmetros e testar se a energia escura dinâmica é genuinamente necessária. Se reconstruções repetidas e independentes de modelo da história da energia escura continuarem se afastando de uma constante cosmológica pura, os mecanismos do tipo áxion exigirão maior atenção; caso contrário, o quadro padrão ΛCDM recuperará sua primazia.

Conclusão

A afirmação de que "tudo desaparecerá" em uma data específica é um exagero quando divorciada do contexto. Uma nova análise teórica bem documentada mostra que, dentro de um modelo plausível de áxion mais constante cosmológica ajustado a dados de levantamentos recentes, o universo poderia reverter sua expansão e terminar em um big crunch em aproximadamente 33 bilhões de anos. Mas essa conclusão depende criticamente de escolhas de modelo e de dados que permanecem sob escrutínio ativo. A próxima década de observações será decisiva para nos dizer se essa conclusão dramática passará de uma possibilidade especulativa para uma previsão robusta — ou se o cosmos tem um destino diferente e mais silencioso reservado.

James Lawson é um jornalista científico na Dark Matter que cobre física, espaço e tecnologias emergentes. Ele possui um MSc em Comunicação Científica e um BSc em Física pela University College London e reside no Reino Unido.