O universo observável é, por definição, aquele que podemos teoricamente observar.
Isto abrange o volume de espaço de todos os astros que emitiram fótons que nos atingem exatamente neste instante e, portanto, podemos ver.
Neste espaço está nossa estrela mais próxima, Próxima Centauro, que emitiu seus fótons há cerca de 4 anos e só os estamos recebendo hoje. Inclui também nossa galáxia mais próxima, Andrômeda, que emitiu seus fótons há cerca de 2,5 milhões de anos atrás.
A pergunta é: de quantos anos atrás, no máximo, podem ter sido emitidos fótons para ainda os recebermos hoje?
Como a idade do Universo é de cerca de 13,8 bilhões de anos, o fóton que mais distância conseguiu percorrer e ainda nos atingir exatamente hoje é aquele que estava a 13,8 bilhões de anos-luz de nós quando foi emitido e conseguiu atravessar toda distância que nos separava, isto é, 13,8 bilhões de anos-luz.
Pronto. Agora é simples, com esta definição podemos calcular todos os parâmetros do “universo observável” e, inclusive, responder à pergunta.
O “Universo “observável” é uma esfera cujo centro é o observador. Portanto, cada um de nós tem o seu próprio “Universo observável”. Eu tenho o meu e você tem o seu. Obviamente, como estamos separados por quilômetros apenas, na prática a diferença entre nossos universos é um infinitésimo desprezível. Mas na teoria existe. Um eventual ser de Andrômeda vai também ter o seu próprio universo observável, razoavelmente diferente do nosso.
E qual é o tamanho desta esfera?
Sabemos que o Universo está em expansão, com velocidade de cerca de 74 quilômetros por segundo por megaparsec (distância equivalente a 3,26 milhões de anos-luz).
Agora é só calcular. O gás ou galáxia que emitiu os fótons que mais viajaram e que estamos recebendo agora estava a 13,8 bilhões de anos-luz quando os emitiu e se distanciou de nós desde esta época por causa desta expansão. Fazendo o cálculo, o resultado é que agora ele está a aproximadamente 46,5 bilhões de anos luz de nós.
Note que os astros que estão hoje nos limites de serem vistos, isto é, a cerca de 13,8 bilhões de anos-luz de nós, estão se afastando, não por coincidência, a exatamente a velocidade da luz. Por que? Porque quaisquer fótons emitidos por um astro que estiver se afastando a uma velocidade maior do que a da luz jamais nos atingirão. Por outro lado, os astros que estão hoje a 46,5 bilhões de anos luz de nós estão se afastando a cerca de 3,37 vezes a velocidade da luz. Note que, não por coincidência, 3,37 = 46,5 / 13,8 (pense bem…).
Portanto, respondendo à pergunta "qual é o tamanho do Universo Observável", se o último astro do qual recebemos fótons hoje se afastou e se encontra atualmente a 46,5 bilhões de anos-luz, o raio da esfera do nosso “Universo Observável” é de 46,5 bilhões de anos-luz – ou 93 bilhões de anos-luz de diâmetro.
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