Cerca de cem anos atrás, os cientistas enfrentavam uma aparente contradição na teoria da relatividade geral. Publicada em 1915 e já amplamente aceita por físicos e matemáticos ao redor do mundo, essa teoria partia do pressuposto de que o universo era estático — ou seja, inalterável, imóvel e constante. Em termos simples, Einstein acreditava que o tamanho e a forma do universo naquele momento eram, em essência, os mesmos que sempre haviam sido. No entanto, ao observar galáxias distantes com telescópios potentes, os astrônomos começaram a encontrar evidências de que o universo estava longe de ser imóvel. As observações sugeriam justamente o oposto: que o universo estava em expansão.
Com o tempo, os cientistas perceberam que a teoria de Einstein não exigia um universo estático. Ela também podia sustentar a ideia de um universo em expansão. De fato, ao utilizar as mesmas ferramentas matemáticas descritas por ele, os pesquisadores desenvolveram novos modelos que indicavam que o universo era dinâmico e estava em constante transformação. É desafiador aceitar a ideia de um universo que se expande continuamente, em parte porque essa noção entra em conflito com a intuição humana sobre como as coisas funcionam. Por exemplo, é difícil imaginar algo tão vasto quanto o universo não ter um centro, mas é exatamente isso que a física afirma.
Antes de mais nada, é importante esclarecer o que significa “expansão”. Na Terra, quando algo se expande, significa que está crescendo em tamanho, o que também é verdadeiro, em certo sentido, para o universo. Também se pode pensar que “tudo está se afastando de nós”, o que também é correto. Se apontarmos um telescópio para galáxias distantes, veremos que todas elas parecem estar se afastando de nós. E quanto mais distantes estão, mais rápido parecem se mover. Além disso, essas galáxias também se afastam umas das outras. Por isso, o mais correto é afirmar que tudo no universo está se afastando de tudo ao mesmo tempo.
Essa ideia pode parecer sutil, mas é essencial. É comum imaginar a origem do universo como fogos de artifício: um grande Big Bang, seguido pela dispersão das galáxias em todas as direções a partir de um ponto central. Contudo, essa analogia é imprecisa. Ela sugere que o universo começou a se expandir a partir de um ponto específico e que as galáxias são as que estão se movendo, o que não é exatamente verdadeiro. Na realidade, não são propriamente as galáxias que estão se afastando umas das outras, mas sim o espaço entre elas que está se expandindo. O próprio tecido do universo se estica com o tempo. Ou seja, as galáxias não estão se deslocando através do universo; o universo está se expandindo e carregando as galáxias com ele.
Uma analogia frequentemente utilizada é imaginar alguns pontos colados na superfície de um balão. Ao encher o balão com ar, ele se expande e os pontos na superfície se afastam entre si. Eles parecem se mover, mas na verdade permanecem no mesmo lugar onde foram colados; a distância entre eles aumenta apenas porque a superfície do balão se expande. Se os pontos representarem galáxias e o balão representar o tecido do universo, essa imagem começa a fazer sentido. No entanto, essa comparação também tem suas limitações.
Uma das falhas evidentes da analogia com o balão é o fato de que ele é pequeno o bastante para caber na mão, o que obviamente não é o caso do universo. Outra limitação é mais sutil: o balão possui duas partes — a superfície de látex e o interior cheio de ar. Na linguagem matemática, essas duas partes são descritas de maneira diferente. A superfície do balão é bidimensional, ou seja, se você estivesse caminhando sobre ela, poderia se mover para frente, para trás, para a esquerda e para a direita, mas não conseguiria subir ou descer sem sair da superfície. Apesar de parecer que existem quatro direções, essas são apenas combinações de dois eixos básicos: frente/trás e esquerda/direita — o que torna a superfície bidimensional, com comprimento e largura.
Já o interior do balão é tridimensional, com liberdade de movimento em todas as direções: comprimento, largura e altura. É aí que surge a confusão. Aquilo que pensamos ser o “centro” do balão está dentro dele, no espaço cheio de ar sob a superfície. Mas nessa analogia, o universo se assemelha à superfície do balão, e não ao seu interior. O espaço dentro do balão não tem equivalente no universo, então essa parte da analogia não se aplica, só importa a superfície.
Portanto, perguntar “onde fica o centro do universo?” é como perguntar “onde está o centro da superfície do balão?” Simplesmente não há um centro. Você poderia caminhar por toda a superfície do balão, em qualquer direção, e nunca encontraria um local específico que pudesse ser chamado de centro, pois jamais sairia da superfície. Da mesma forma, é possível viajar para qualquer direção no universo e nunca encontrar seu centro, porque, como a superfície do balão, ele não possui um.
Parte da dificuldade em compreender isso está na forma como o universo é descrito matematicamente. A superfície do balão tem duas dimensões, o interior do balão tem três, mas o universo existe em quatro dimensões, porque não se trata apenas de como as coisas se movem no espaço, mas também de como se movem no tempo. Nosso cérebro é programado para pensar em espaço e tempo como coisas separadas, mas no universo esses dois elementos estão entrelaçados em uma única estrutura chamada “espaço-tempo”. Essa união altera completamente o comportamento do universo em relação ao que nossa intuição costuma esperar.
E ainda nem foi explicado como algo pode continuar se expandindo indefinidamente, os cientistas ainda buscam compreender qual é a fonte que impulsiona essa expansão contínua. Assim, ao perguntar onde está o centro do universo, estamos esbarrando nos limites da nossa própria intuição. E a resposta que encontramos, de que tudo está se expandindo, por toda parte, ao mesmo tempo, nos dá apenas um vislumbre de quão estranho e ao mesmo tempo fascinante é o universo em que vivemos.
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