Se o Universo tem 4 dimensões, como ele pode ser “plano”? Físico responde

A ciência e física moderna dizem que existem 4 dimensões, mas, nas representações, o Universo é plano. Como isso é possível?

Enquanto a Terra exibe várias paisagens, como montanhas, vales e oceanos, o Universo se mostra uniforme e plano em sua estrutura global.

Para compreender, é necessário explorar os conceitos fundamentais da Cosmologia e da Geometria do espaço-tempo. Segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a geometria do Universo está intimamente ligada à sua matéria e energia.

É a Relatividade Geral que permitiu o desenvolvimento do Modelo Padrão da Cosmologia, ou seja, a teoria do Big Bang.

Ao estudar a evolução do cosmo, é evidente que o Universo pode assumir diferentes geometrias, dependendo da quantidade total de matéria e energia presentes.

Essas geometrias se classificam normalmente em três categorias principais: positivamente curvada (esférica), negativamente curvada (hiperbólica) e plana.

A última é a que melhor se ajusta às observações ao longo de décadas. Portanto, a conclusão de que o Universo é plano não é apenas teórica, mas é apoiada por evidências experimentais concretas.

Via Revista Galileu

Ser plano é importante

Mesmo com 4 dimensões, a planicidade do Universo é uma característica crucial que possui implicações profundas para a Cosmologia e nossa compreensão da evolução cósmica.

Em um Universo plano, existe uma densidade crítica de matéria e energia, onde a quantidade de matéria-energia positiva (como a encontrada em estrelas, planetas e gás) é equilibrada pela quantidade de matéria-energia na forma de energia escura, que impulsiona a aceleração da expansão do Universo.

A concepção de um Universo com quatro dimensões, três de espaço e uma de tempo, e plano pode parecer um paradoxo à primeira vista, especialmente quando estamos habituados ao conceito tridimensional do espaço e à quarta dimensão, o tempo.

No entanto, existem relações profundas entre os conceitos de geometria e dimensões na Física e na Cosmologia.

Entenda o conceito

Na Cosmologia, o espaço-tempo é considerado um contínuo quadridimensional composto pelas três dimensões espaciais, sendo comprimento, largura e altura, e uma dimensão temporal, conforme descrito pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

Ao abordarmos a planura do Universo, estamos falando sobre sua geometria global, a qual é determinada pela distribuição de matéria e energia e sua interação com o espaço-tempo.

A planura do Universo não está diretamente ligada ao número de dimensões, mas sim à curvatura do espaço-tempo dentro dessas dimensões.

Mesmo em um Universo com quatro dimensões, a concepção de plano permanece consistente. A geometria global se determina pela densidade total de matéria e energia, não pelo número de dimensões.

Evidências reais

Via Nautilis Magazine

As evidências de que o Universo é plano vêm de diversas fontes, incluindo observações da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), medidas de supernovas distantes e estudos das estruturas em larga escala no Universo.

As medições dessas observações indicam, com consistência, que o Universo é plano, com uma margem de erro muito pequena.

Essa descoberta tem implicações profundas para nossa compreensão de sua origem, evolução e destino final.

Isso sugere que o Universo começou em um estado extremamente uniforme e homogêneo no Big Bang e tem evoluído de acordo com as leis da física conhecidas até hoje.

Além disso, se o Universo continuar a se expandir infinitamente por conta da energia escura, como as evidências atuais sugerem, eventualmente a taxa de expansão irá superar a força gravitacional que mantém as galáxias unidas.

Dessa forma, resultará em um “fim gelado”, no qual as estrelas se apagarão e o cosmos se tornará cada vez mais desolado e vazio.

Mas essa previsão pessimista e assustadora é apenas uma das teorias, e irá demorar alguns milhões de anos para acontecer. Agora, o que importante é que o Universo é plano, mesmo com suas dimensões, e entender que isso é fundamental para o equilíbrio do Cosmos.

Fonte: Revista Galileu

Imagens: Revista Galileu, Nautilis Magazine