Cosmologia: o universo é plano?

20 de setembro, 2018 às 20:40 | Postado em Astronomia, Cosmologia

Saudações caros professores. Organizarei minha pergunta em três partes.

1 – É verdade que observações recentes levam a crer que o universo é plano? 2 – Se sim, isso significa que ele é um plano como aprendemos na geometria de Euclides?  3 – Se for um “plano euclidiano”, porque usar geometria do espaço curvo?

Desde já agradeço e parabenizo a vocês por este espaço que, sem dúvidas, tem ajudado a tantos. Um forte abraço.

1 – É verdade que observações recentes levam a crer que o universo é plano?

Não se trata de crer. As observações são compatíveis sim com um universo euclidiano. Porém, em toda observação há um erro da medida e como a geometria plana (curvatura nula) é somente uma, entre infinitas hiperbólicas (curvatura negativa) e esféricas (curvatura positiva) isto não pode ser afirmado absolutamente. O certo é que o universo é aberto, portanto, ou ele é plano ou ligeiramente hiperbólico.  Usando como critério o princípio lógico e epistemológico conhecido como “navalha de Occam”,  opta-se pela alternativa mais simples, a do universo euclidiano, enquanto não existirem observações mais precisas.

2 – Se sim, isso significa que ele é um plano como aprendemos na geometria de Euclides?

Sim, porém, não se pode esquecer da quarta dimensão, o tempo. Estamos tratando do Espaço -Tempo. Mesmo na relatividade especial este é um espaço “pseudo-euclidiano” já que permite distâncias nulas entre 2 pontos quando eles estão na trajetória de um raio de luz. Isto se pode ver claramente num diagrama de Minkowski. Então, mesmo que a parte espacial seja euclidiana, o Espaço-Tempo é hiperbólico. Esta parte da resposta será discutida a seguir quando referiremos a parte espacial da métrica.

3 – Se for um \”plano euclidiano\”, porque usar geometria do espaço curvo?

Aqui devemos ter em conta a resposta dada no ponto anterior, onde ficou claro que a estrutura do Espaço-Tempo não é euclidiana, mesmo que a parte espacial o seja.

A estrutura da parte espacial do Espaço-Tempo não é um conhecimento a priori, decorrendo das observações dos últimos 25 anos. Ela depende da quantidade de matéria (bariônica+escura) e de qualquer outra forma de energia que estiver presente em forma global no cosmos.

As soluções das equações de campo de Einstein para um Universo sem pressão são infinitas e estão classificadas há 100 anos. As tecnologias cada vez mais sofisticadas permitem observar maior volume de galáxias e com amostras cada vez mais longínquas. Paralelamente, a sonda Planck (ainda em funcionamento) aperfeiçoou a observação radiação de fundo na faixa de micro-ondas em relação ao WMAP (década de 90) como este o tinha feito em relação ao COBE (década de 80).

 Aquelas soluções das equações de Einstein que conflitam com estas observações mais acuradas podem ser descartadas (porém, elas possuem um valor heurístico no ensino da Cosmologia).