Qual a Idade do Universo

A descoberta de que o Universo está em expansão levou os cientistas a admitir que outrora a matéria que o constituia estaria mais concentrada. Concretamente, o padre e astrónomo belga Georges Lemaître em 1927 apresentou uma teoria de um universo em expansão e que tinha um início no tempo. "Um dia sem passado" - como ele referia. Sugeria, assim, que o Universo nascera de uma explosão primordial. É a partir daqui que nasce a ideia dos hoje familiares modelos de big bang.

Os modelos mais simples e melhor aceites na descrição da teoria do big bang são os de Friedmann-Lemaître- Robertson-Walker. Para o modelo plano, por exemplo, existe uma relação simples entre a idade do Universo e a constante de Hubble: $t$₀=2/(3H₀), onde $t$₀ representa o valor actual da idade do Universo. Além deste existem ainda mais dois modelos: o fechado e o aberto. As relações entre o parâmetro temporal e a constante de Hubble são mais complicadas. Caclulando a idade do Universo com base nestes, obter-se-ia um valor inferior (superior) ao do modelo plano, para o modelo fechado (aberto).

O valor a que E. Hubble chegou para a constante foi de $H$₀=530 Km/s/Mpc. Este número excessivo foi motivado por erros nas medições e implicava uma idade para o Universo pouco superior a 1 milhar de milhão de anos. Este trabalho foi continuado por Allan Sandage que, em 1956, chegou a um valor de $H$₀=180 Km/s/Mpc, o que correspondia a um universo com quase 4 mil milhões de anos. Mais tarde, Sandage colaborou com o astrónomo suiço Gustav Tammann, fazendo descer o valor de $H$₀ até 43, o que correspondia a uma idade de cerca de 15 mil milhões de anos. Mais recentemente, em 1994, Wendy Freedman e a sua equipa chegam ao valor de $H$₀=80 Km/s/Mpc, o que limitava o Universo a 8 mil milhões de anos. Naturalmente, o Universo não pode conter objectos mais velhos que a sua própria idade. Uma tentativa para resolver este conflito foi a introdução, nas equações de Einstein, da constante cosmológica ($\Lambda$), há várias décadas posta de lado. De facto, a introdução de um valor positivo desta constante, produz um aumento da idade do Universo, pois esta tem um efeito repulsivo ($\Lambda >0$). É também por isso chamada "constante antigravítica".

A figura mostra um quasar, um dos objectos mais longínquos e antigos do Universo.

A falta de consenso na determinação da constante de Hubble prende-se fundamentalmente com a dificuldade de medição de distâncias. Recentemente, com o lançamento da missão HIPPARCUS, cujo processamento de dados terminou em 1995, conseguiu-se recalcular a distância a muitas estrelas (foram observadas 118 000) e verificou-se que havia grande discrepância em relação aos valores anteriormente calculados para grande parte delas (cerca de 16 %). Também as idades dos objectos estelares mais antigos não estavam correctas. Avalia-se actualmente em cerca de 12 a 13 milhares de milhões de anos o valor das idades dos objectos mais antigos.

O valor da constante de Hubble é actualmente mais consensual e aponta para $H$₀=60 Km/s/Mpc, a que corresponde uma idade para o Universo de 11 milhares de milhões de anos. Estes resultados deixam ainda lugar para a existência da controversa constante cosmológica, com um valor muito baixo, mas que a longo prazo trará consequências cosmológicas significativas.

Dr. Paulo Aguiar FCUL

Centro de Física Nuclear da Univ. de Lisboa