1) O documento discute a evolução do Universo de acordo com a teoria do Big Bang, incluindo a formação inicial a partir de um ponto superdenso há 13,7 bilhões de anos, a expansão subsequente e a composição atual de matéria escura e energia escura. 2) Explica que a relatividade geral de Einstein descreve a gravidade como uma propriedade geométrica do espaço-tempo e é usada para modelar a evolução cósmica. 3) Discutem-se evidências de que o Universo pode ter uma top

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O FUTURO DO UNIVERSO E DA HUMANIDADE
Fernando Alcoforado*
A grande maioria dos cientistas acredita na teoria do Big Bang, ou Grande Explosão –
que teria dado início ao Universo que conhecemos. Segundo a teoria, há cerca de 13,7
bilhões de anos toda a matéria que constitui o Universo concentrava-se num único ponto,
que explodiu, dando origem a tudo o que conhecemos. O Big Bang é comprovado por
várias observações científicas. No entanto, explicar o que existia antes do Big Bang é,
entretanto, uma tarefa muito mais árdua. Essa explicação tenta unir a teoria da gravitação
de Einstein com a mecânica quântica, sugerindo que há universos paralelos ao nosso. O
Big Bang seria o resultado do choque entre dois desses universos. Essa ideia resulta
da teoria das supercordas, que diz que a matéria é formada por cordas microscópicas
vibrando no espaço-tempo. Representa, portanto, a tentativa de conciliar a mecânica
quântica com a teoria da relatividade geral. Antes de nosso Universo existir, haveria outro
antes dele, que também surgiu de um ponto supermassivo, se expandiu e
começou a encolher, chegando à singularidade do Big Bang.
A Teoria da Relatividade Geral é a base dos modelos cosmológicos atuais do Universo.
Combinadas com medições da quantidade, tipo e distribuição da matéria no Universo, as
equações da relatividade geral descrevem a evolução do Universo ao longo do tempo. O
Universo observável (Figura 1) depende da localização do observador que, viajando, pode
entrar em contato com uma região maior do espaço-tempo do que um observador que
permanece imóvel. No entanto, mesmo o viajante mais rápido não será capaz de interagir
com todo o espaço.
Figura 1- Universo
Esta imagem em alta-resolução, captada pelo telescópio espacial Hubble, e conhecida como Hubble Ultra Deep
Field, mostra uma grande variedade de galáxias, cada uma composta de bilhões de estrelas. As pequenas galáxias
avermelhadas, aproximadamente 100, são algumas das galáxias mais distantes fotografadas por um telescópio
óptico.
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo

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A relatividade geral é a teoria de Albert Einstein publicada em 1915. A relatividade geral
generaliza a relatividade restrita de Einstein e a lei da gravitação universal de Isaac
Newton proporcionando uma descrição unificada da gravidade como uma propriedade
geométrica do espaço e do tempo. Na relatividade geral, a distribuição da matéria e da
energia determina a geometria do espaço-tempo. Portanto, as soluções das equações de
campo de Einstein descrevem a evolução do Universo. Combinadas com medições da
quantidade, tipo e distribuição da matéria no Universo, as equações da relatividade geral
descrevem a evolução do Universo ao longo do tempo.
O tamanho do Universo é difícil de definir. Segundo a teoria da relatividade geral,
algumas regiões do espaço podem nunca interagir conosco durante sua existência devido
à velocidade finita da luz e à contínua expansão do espaço. Por exemplo, as mensagens
de radio enviadas da Terra talvez nunca cheguem a algumas regiões do espaço porque
este pode se expandir mais rápido do que a luz pode atravessá-lo. Supõe-se que regiões
distantes do espaço existem e fazem parte da realidade, mesmo que nunca possamos
interagir com elas. A região espacial que podemos afetar e ser afetada é o Universo
observável. O Universo observável depende da localização do observador. Viajando, um
observador pode entrar em contato com uma região maior do espaço-tempo do que um
observador que permanece imóvel. No entanto, mesmo o viajante mais rápido não será
capaz de interagir com todo o espaço. Tipicamente, o Universo observável significa a
porção do Universo que é observável de nosso ponto de observação na Via Láctea (Figura
2).
Figura 2- Universo visto da Terra
Mapa do Universo observável da Terra com os notáveis objetos astronômicos conhecidos hoje. Os corpos celestes aparecem ampliados para
apreciar sua forma.
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo

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O Universo tem 13,7 bilhões de anos, com uma margem de erro de 0,2 bilhão para mais
ou para menos. Para chegar a esse valor, os cientistas batalharam durante quase 80 anos.
O Universo é composto de 73% de matéria escura e 23% de energia escura, enquanto o
restante é composto por galáxias, estrelas, planetas, etc.que corresponde a 4% de todo o
Universo (PANEK, Richard. The 4% Universe. Boston e New York: Mariner Books,
2011). As hipóteses da matéria e energia escuras é um modelo cosmológico recente, que
entrou em cena para quebrar o paradigma relacionado com o modelo cosmológico padrão,
dado que diversos resultados observacionais apontavam uma grande falha nas previsões
tomando por base este modelo. A primeira das duas hipóteses a surgir foi a de matéria
escura, com Fritz Zwicky, em 1933. Por seus resultados, a velocidade das galáxias era tal
que sua atração gravitacional, calculada a partir da sua massa visível, era insuficiente para
se formar um sistema ligado, tal qual se observava. Zwicky propôs, então, que existia
uma porção de matéria extra que não era visível: a “matéria escura”.
Em 1970, um grupo de astrônomos, liderados pela astrônoma Vera Rubin, fez uma série
de medidas muito precisas que abalaram de vez as anteriores estruturas teóricas
cosmológicas. Tais medidas indicavam que a velocidade de rotação nas galáxias, a partir
de certo ponto, era aproximadamente constante e não decrescia com o inverso da raiz
quadrada do raio, tal qual previa a física newtoniana. Então, a ideia de matéria escura
surgiu com mais vigor e seriedade, sendo uma pesquisa de fronteira nos dias de hoje. Na
década de 1990, duas equipes independentes de astrofísicos voltaram seus olhos para
distantes supernovas (nome dado aos corpos celestes surgidos após as explosões de
estrelas com mais de 10 massas solares, que produzem objetos extremamente brilhantes,
os quais declinam até se tornarem invisíveis, passadas algumas semanas ou meses) para
calcular a desaceleração. Para sua surpresa, eles descobriram que a expansão do Universo
não estava diminuindo, e sim acelerando. Algo devia estar superando a força de
gravidade, que é consequência de uma nova forma de matéria que os cientistas
chamaram de “energia escura” que também não foi detectada até agora e a teoria atual
não consegue explicar. A matéria escura atrai e a energia escura repele, ou seja, a matéria
escura é usada para explicar uma atração gravitacional maior do que a esperada, enquanto
a energia escura é usada para explicar uma atração gravitacional negativa.
Sobre a questão da energia e matéria escura, há a tese de que a Energia Escura estaria
comendo a Matéria Escura. Isto significa dizer que o espaço pode se tornar mais vazio.
Uma sugestão tentadora que a matéria escura pode estar mudando lentamente para a
energia escura foi descoberto por uma equipe de cosmólogos no Reino Unido e Itália.
Enquanto a natureza específica da interação que dirige a conversão não é conhecida, o
processo poderia ser responsável pela desaceleração do crescimento das galáxias e outras
estruturas em larga escala no Universo através dos últimos oito bilhões de anos. Se a
conversão continuar no ritmo atual, o destino último do Universo como um lugar frio,
escuro e vazio poderia vir mais cedo do que o esperado. Os cosmólogos Valentina
Salvatelli, Najla Said e Alessandro Melchiorri, da Universidade de Roma, juntamente
com David Wands e Marco Bruni na Universidade de Portsmouth informaram que a
conversão de matéria escura em energia escura é muito lento (BACHEGA, Riis. A
Energia Escura está comendo a Matéria Escura? Disponível no website
<http://www.universoracionalista.org/a-energia-escura-esta-comendo-a-materia-
escura/>, 2014). Se continuar no ritmo atual, todo o Universo terá decaído em energia
escura em cerca de 100 bilhões de anos. Se a energia escura está crescendo e matéria
escura está evaporando, vamos acabar com um grande e vazio no Universo com quase
nada nele.

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A distância medida em um momento específico, incluindo o presente - entre a Terra e a
borda do Universo observável é de 46 bilhões de anos-luz fazendo com que o diâmetro
do Universo observável seja de cerca de 91 bilhões de anos-luz. A distância que a luz da
borda do Universo observável percorreu é muito próxima da idade do Universo vezes
a velocidade da luz, 13,8 bilhões de anos-luz, mas isto não representa a distância a
qualquer tempo porque a borda do Universo observável e a Terra se separaram desde
então. Como não podemos observar o espaço além da borda do Universo observável,
desconhece-se se o tamanho do Universo é finito ou infinito. Observações, como as
obtidas pelo Cosmic Background Explorer (COBE), Wilkinson Microwave Anisotropy
Probe (WMAP) e mapas da Planck da radiação cósmica de fundo sugerem que o Universo
é infinito em extensão, mas com uma idade finita, como descrito por Friedmann- Lemaitre
–Robertson–Walker (FLRW). Estes modelos FLRW assim apoiam modelos
inflacionários descrevendo um universo plano e homogêneo atualmente dominado
pela matéria escura e pela energia escura (WIKIPEDIA. Universo. Disponível no website
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo>).
De acordo com o modelo do Big Bang, o Universo se expandiu a partir de um estado
extremamente denso e quente e continua a se expandir atualmente. Devido a esta
expansão, os cientistas podem observar a luz de uma galáxia a trinta bilhões de anos-luz
de distância mesmo que essa luz tenha viajado por apenas treze bilhões de anos porque o
próprio espaço entre eles se expandiu. Esta expansão é consistente com as observações
que indicam que a expansão espacial está se acelerando. Existem forças dinâmicas que
atuam sobre as partículas no Universo que afetam a sua taxa de expansão. Antes de 1998,
esperava-se que a taxa de aumento da constante de Hubble estivesse diminuindo com o
passar do tempo devido à influência das interações gravitacionais no Universo e, portanto,
houvesse uma quantidade observável adicional no Universo chamada de parâmetro de
desaceleração, que os cosmólogos acreditavam estar diretamente relacionada à densidade
de matéria do Universo. Em 1998, o parâmetro de desaceleração foi medido por dois
grupos diferentes o que implicava que a taxa de crescimento atual da constante de Hubble
está aumentando ao longo do tempo.
O Universo parece ser um contínuo do espaço-tempo que consiste em
três dimensões espaciais e uma dimensão temporal (tempo). Em média, observa-se que o
espaço é quase plano, significando que a geometria euclidiana é empiricamente
verdadeira com alta precisão em toda a maior parte do Universo. O espaço-tempo também
parece ter uma topologia simplesmente conectada, em analogia com uma esfera, pelo
menos na escala de comprimento do Universo observável. No entanto, as observações
presentes não podem excluir as possibilidades de que o Universo tenha mais dimensões
e que seu espaço-tempo possa ter uma topologia global conectada de forma múltipla, em
analogia com as topologias cilíndricas ou toroidais de espaços bidimensionais
(WIKIPEDIA. Universo. Disponível no website
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo>).
Por muito tempo, cientistas consideraram que o Universo era plano, mas agora um estudo
publicado no periódico científico Nature Astronomy mostrou que, na verdade, vivemos
dentro de uma gigantesca esfera fechada. Antes acreditava-se que no vácuo do Universo,
as partículas chamadas fótons, que transportam energia das radiações eletromagnéticas,
seguiam uma linha reta. Mas agora, como o universo pode ser esférico, os astrônomos
acreditam que essas partículas vão e voltam de onde vieram. Um dado que sustenta o
formato em esfera do Universo é a existência de um fenômeno no qual a gravidade curva

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o caminho da luz – efeito previsto pela teoria proposta por Albert Einstein (REVISTA
GALILEU. Universo é uma esfera fechada, sugere novo estudo. Disponível no website
<https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2019/11/universo-e-uma-
esfera-fechada-sugere-novo-estudo.html>, 2019).
Outro indício é que a gravidade também curva a radiação eletromagnética deixada entre
galáxias e estrelas. Essa radiação é um resquício do período inicial do Universo, quando
o Big Bang ocorreu e se formaram os primeiros átomos neutros – aqueles que têm a
mesma quantidade de cargas positivas e negativas. Nessa pesquisa, a conclusão de que o
Universo é esférico chegou quando os cientistas viram que a gravidade estava curvando
bem mais o caminho da luz. Eles notaram por meio de dados do Observatório Espacial
Planck, da Agência Espacial Europeia (ESA), que mostram diferenças de concentração
entre matéria escura e energia escura. Matéria escura do Universo é uma massa detectável
pela força gravitacional, que não emite nenhuma luz. Já a energia escura tem uma pressão
negativa, que atua contra a gravidade e que tem acelerado a expansão do Universo pelos
últimos cinco bilhões de anos. A discrepância entre a matéria escura e a energia escura
faz com que o Universo colida consigo mesmo, criando um formato de esfera. A líder da
descoberta, Eleonora Di Valentino, da Universidade de Manchester no Reino Unido,
considerou que o estudo pode revolucionar o que sabemos sobre o cosmos (REVISTA
GALILEU. Universo é uma esfera fechada, sugere novo estudo. Disponível no website
<https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2019/11/universo-e-uma-
esfera-fechada-sugere-novo-estudo.html>, 2019).
O destino do Universo ainda é desconhecido, porque depende criticamente do índice de
curvatura k e da constante cosmológica Λ. Se o Universo fosse suficientemente
denso, k seria igual a +1, o que significa que sua curvatura média é positiva e o Universo
acabará colidindo em um Big Crunch (O Universo se contrai) possivelmente iniciando
um novo Universo em um Big Bounce. Por outro lado, se o Universo fosse
insuficientemente denso, k seria igual a 0 ou -1 e o Universo se expandiria para sempre,
esfriando e finalmente atingindo o Big Freeze (O Universo se congela na escuridão
total) com a morte térmica do Universo. Dados recentes sugerem que a taxa de expansão
do Universo não está diminuindo, como inicialmente esperado, mas aumentando. Se esta
taxa de expansão continuar indefinidamente, o Universo pode eventualmente alcançar
um Big Rip (O Universo terá se expandido tanto que até átomos que formam planetas e
galáxias começarão a se desintegrar, gerando o maior apocalipse de todos). Por
observações, o Universo parece ser plano (k = 0), com uma densidade geral que é muito
próxima do valor crítico entre o colapso e a expansão eterna (WIKIPEDIA. Universo.
Disponível no website <https://pt.wikipedia.org/wiki/Universo>).
Se a humanidade não se autodestruir com a degradação ambiental do planeta Terra que
tende a promover a mudança climática catastrófica e com sucessivas guerras que tende a
promover o holocausto nuclear, ela terá que encontrar uma saída para não estar na Terra
quando ocorrer a colisão entre as galáxias Andrômeda e Via Láctea nos próximos 4
bilhões de anos e, também, sobreviver com a ocorrência de qualquer dos cenários acima
descritos (Big Crunch, Big Freeze ou Big Rip) que seriam catastróficos para a
humanidade. Antes da fusão das galáxias Andrômeda e Via Láctea, a humanidade teria
que buscar um planeta habitável em uma galáxia mais próxima. Com o fim do Universo
em que vivemos, é possível encontrar uma saída, isto é, um universo paralelo, para a
humanidade escapar e sobreviver a qualquer dos cenários catastróficos acima descritos?
Segundo Michio Kaku, físico teórico estadunidense, professor e co-criador da teoria de
campos de corda, um ramo da teoria das cordas, que viria para ajudar na explicação da

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chamada Teoria de tudo, buscada por diversos físicos ao longo da nossa história, o
principal problema em abandonar nosso Universo e se dirigir para universos paralelos é
se teremos recursos suficientes para construir máquinas capazes de realizar uma proeza
tão dificil e se as leis da física permitem a existência dessas máquinas (KAKU, Michio.
Mundos paralelos. Rio: Editora Rocco Ltda., 2005).
Kaku afirma que a humanidade terá pela frente bilhões de anos para encontrar a solução
que possibilite abandonar nosso Universo em direção a universos paralelos. Kaku afirma
que, para as missões interplanetárias de longa distância, os físicos terão que encontrar
formas mais exóticas de propulsão de foguetes se esperam alcançar distâncias a centenas
de anos-luz haja vista que os foguetes químicos atuais é limitada pela velocidade máxima
dos gases de escapamento. Ele diz que o desenvolvimento de um motor solar/iônico
pode proporcionar uma nova forma de propulsão de foguetes entre as estrelas. Um projeto
possível seria criar um reator de fusão, um foguete que extrai hidrogênio do espaço
interestelar e o liquefaz liberando quantidades ilimitadas de energia no processo.
Para a humanidade escapar para universos paralelos, Kaku afirma ser preciso superar uma
série de grandes obstáculos. A primeira barreira seria completar uma teoria de tudo
quando teríamos condições de verificar as consequências da utilização de tecnologias
avançadas. Além disso, Kaku propõe encontrar buracos de minhoca e buracos brancos
que são portões dimensionais e cordas cósmicas que possibilitariam alcançar universos
paralelos, enviar sondas através de um buraco negro que funcionaria como escotilha de
emergência para sair de nosso Universo, construir um buraco negro para propósitos
experimentais, criar um universo bebê com um falso vácuo no laboratório, criar imensos
colisores de átomos apesar dos grandes problemas de engenharia, criar mecanismos de
implosão com o uso de raios laser, construir uma máquina de impulsionar a dobra com
capacidade de cruzar imensas distâncias estelares, usar a energia negativa dos estados
comprimidos com o uso de raios laser que podem ser utilizados para gerar matéria
negativa para abrir e estabilizar buracos de minhoca, esperar por transições quânticas
para escapar para outro universo e, finalmente, como última esperança, com a fusão de
nossa consciência com nossas criações robóticas usando engenharia de DNA avançada,
nanotecnologia e robótica.
Os grandes desafios a serem enfrentados pela humanidade dizem respeito a como
assegurar sua sobrevivência tendo sucesso ao lidar com o afastamento da Lua em relação
à Terra, a colisão das galáxias Andrômeda e Via Láctea, a morte do Sol e o fim do
Universo em que vivemos. É sabido que o contínuo afastamento da Lua em relação à
Terra levaria ao fim da estabilidade do eixo de rotação da Terra do qual resultaria uma
mudança climática em escala global de graves consequências para a humanidade descrita
em nosso artigo Porque a Lua é importante para o planeta Terra, disponível no website
<https://www.academia.edu/41599369/PORQUE_A_LUA_%C3%89_IMPORTANTE_
PARA_A_VIDA_NO_PLANETA_TERRA>. Para evitar esta situação, a humanidade
poderia buscar sua sobrevivência implantando no sistema solar colônias espaciais em
Marte, Titan (lua de Saturno), Callisto (lua de Júpiter) e no planeta anão Plutão que são
possíveis locais habitáveis todos eles com inúmeros obstáculos que exigiriam grande
avanço tecnológico para superá-los. É sabido cientificamente que toda a vida na Terra
será varrida quando nosso Sol chegar ao fim de sua existência dentro de 5 bilhões de anos
ao se tornar uma gigante vermelha que engolirá a Terra descrita em nosso artigo O Sol e
sua importância para a vida no planeta Terra, disponível no website
<https://www.academia.edu/41825395/O_SOL_E_SUA_IMPORT%C3%82NCIA_PA
RA_A_VIDA_NO_PLANETA_TERRA>. Isto significa dizer que nos defrontaremos

7. 7
com a morte de nossa espécie com o desaparecimento do Sol e da Terra a não ser que a
humanidade promova avanço tecnológico suficiente que possibilite sair do sistema solar
e alcançar um novo planeta em outro sistema solar que seja habitável para os seres
humanos. Este planeta poderia ser o "Proxima b" orbitando a estrela mais próxima do
Sol integrante do sistema Alpha Centauri.
A NASA afirmou que a Terra e o sistema solar não correm riscos de serem destruídos
com a colisão das galáxias Andrômeda e Via Láctea daqui a 4,5 bilhões da anos, mas o
Sol será “arrastado” para uma nova região da nova galáxia resultante que pode causar
sérios impactos em nosso planeta. Para evitar as consequências da colisão entre as
galáxias citadas, a humanidade teria que alcançar um novo planeta que seja habitável para
os seres humanos localizado em outra galáxia próxima como a Galáxia Anã do Cão Maior
situada a 25.000 anos-luz. Com o fim do Universo em que vivemos, é preciso encontrar
uma saída, isto é, um universo paralelo, para a humanidade escapar e sobreviver a
qualquer dos cenários catastróficos. Para encontrar a solução que possibilite abandonar
nosso Universo em direção a universos paralelos com missões interplanetárias de longa
distância, a humanidade terá que adquirir conhecimentos mais avançados sobre o
Universo e mundos paralelos com a Teoria de Tudo e encontrar formas mais avançadas
de propulsão de foguetes para alcançar distâncias a centenas de anos-luz haja vista que os
foguetes químicos atuais são limitados.
* Fernando Alcoforado, 80, condecorado com a Medalha do Mérito da Engenharia do Sistema
CONFEA/CREA, membro da Academia Baiana de Educação, engenheiro e doutor em Planejamento
Territorial e Desenvolvimento Regional pela Universidade de Barcelona, professor universitário e consultor
nas áreas de planejamento estratégico, planejamento empresarial, planejamento regional e planejamento de
sistemas energéticos, é autor dos livros Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC-
O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil
(Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de
doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização
e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século
XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions
of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller
Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária
(Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o
progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo,
São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV,
Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI
(Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o
Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba,
2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018, em co-
autoria) e Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019).