na história do universo: menor, mais azul, mais jovem e menos evoluído em tempos anteriores. NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale University), S. Patel (Universidade de Leiden), e a equipe 3D-HST

campo profundo extremo; a maior imagem já lançada do universo distante. NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski( IPAC / Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University) , and Z. Levay (STScI)

a imagem acima é o campo profundo do Hubble (XDF), a imagem mais profunda do universo distante jamais tomada. Há milhares de galáxias nesta imagem, a uma enorme variedade de distâncias de nós e uns dos outros. O que você não pode ver a cores simples, no entanto, é que cada galáxia tem um espectro associado a ele, onde as nuvens de gás absorvem luz em comprimentos de onda muito particulares, com base na física simples do átomo. À medida que o universo se expande, esse comprimento de onda estende-se, assim as galáxias mais distantes parecem mais vermelhas do que de outra forma pareceriam. Essa física permite-nos inferir a sua distância e, quando lhes atribuímos distâncias, as galáxias mais distantes são as mais pequenas e as mais jovens de todas.além das galáxias, esperamos que haja as primeiras estrelas, e então nada além de gás neutro, quando o universo não teve tempo suficiente para puxar a matéria para Estados densos o suficiente para formar uma estrela. Voltando milhões de anos atrás, a radiação no Universo era tão quente que átomos neutros não podiam formar-se, o que significa que os fótons saltavam de partículas carregadas continuamente. Quando os átomos neutros se formaram, essa luz deve simplesmente fluir em uma linha reta para sempre, não afetada por nada além da expansão do universo. A descoberta deste brilho remanescente-o fundo cósmico de microondas-há mais de 50 anos foi a confirmação definitiva do Big Bang.

realce da reionização. Antes de se formarem estrelas ou galáxias, o universo estava cheio de átomos neutros e bloqueadores de luz. Enquanto a maioria do universo não se torna reionizada até 550 milhões de anos depois, algumas regiões afortunadas são reionizadas principalmente em épocas anteriores. Crédito: S. G. Djorgovski et al., Caltech Digital Media Center

de onde estamos hoje, podemos olhar em qualquer direção que gostamos e ver a mesma história cósmica se desenrolando. Hoje, 13,8 bilhões de anos após o Big Bang, temos as estrelas e galáxias que conhecemos hoje. Anteriormente, as galáxias eram menores, mais azuis, mais jovens e menos evoluídas. Antes disso, havia as primeiras estrelas, e antes disso, apenas átomos neutros. Antes de átomos neutros, havia um plasma ionizado, então ainda antes havia prótons e nêutrons livres, criação espontânea de matéria e antimatéria, quarks e glúons livres, todas as partículas instáveis no modelo padrão, e finalmente o momento do próprio Big Bang. Olhar para distâncias cada vez maiores é equivalente a olhar para trás no tempo.

universo observável. As galáxias dão lugar à estrutura em larga escala e ao plasma denso e quente do Big Bang nos arredores. Esta ‘borda’ é uma fronteira apenas no tempo. O usuário da Wikipédia Pablo Carlos Budassi

embora isso defina o nosso universo observável — com o limite teórico do Big Bang localizado a 46,1 bilhões de anos — luz de nossa posição atual-este não é um limite real no espaço. Em vez disso, é simplesmente um limite no tempo; há um limite para o que podemos ver, porque a velocidade da luz permite que a informação só viajar até tão longe ao longo dos 13,8 bilhões de anos desde o Big Bang quente. Essa distância é mais de 13,8 bilhões de anos-luz porque o tecido do universo se expandiu (e continua a expandir), mas ainda é limitado. Mas e antes do Big Bang? O que você veria se você de alguma forma fosse para o tempo apenas uma pequena fração de segundo mais cedo do que quando o universo estava em suas energias mais altas, quente e denso, e cheio de matéria, antimatéria e radiação?

O Universo observável a que temos acesso. As flutuações da inflação plantaram as sementes que cresceram na estrutura que temos hoje. Bock et al. (2006, astro-ph/0604101); modifications by E. Siegel

you’d find that there was a state called cosmic inflation: onde o universo estava se expandindo ultra rápido, e dominado pela energia inerente ao próprio espaço. O espaço expandiu-se exponencialmente durante este tempo, onde foi esticado plano, onde lhe foram dadas as mesmas propriedades em todos os lugares, onde as partículas pré-existentes foram todas afastadas, e onde as flutuações nos campos quânticos inerentes ao espaço foram esticadas através do universo. Quando a inflação terminou onde estamos, o Big Bang quente encheu o universo de matéria e radiação, dando origem à parte do Universo — O Universo observável — que vemos hoje. 13,8 bilhões de anos depois, aqui estamos.

anos em todas as direções do nosso ponto de vista, mas há certamente mais, universo inobservável, talvez até uma quantidade infinita, assim como a nossa além disso. Frédéric MICHEL and Andrew Z. Colvin, annotated by E. Siegel

the thing is, there’s nothing special about our location, neither in space and in time. O fato de que podemos ver 46 bilhões de anos-luz de distância não faz essa fronteira ou esse local qualquer coisa especial; simplesmente marca o limite do que podemos ver. Se pudéssemos de alguma forma tirar uma “foto” de todo o universo, indo muito além da parte observável, como ela existe 13,8 bilhões de anos após o Big Bang em todos os lugares, tudo pareceria como o nosso universo próximo faz hoje. Haveria uma grande rede cósmica de galáxias, aglomerados, filamentos e vazios cósmicos, estendendo-se muito além da relativamente pequena região que podemos ver. Qualquer observador, em qualquer lugar, veria um universo que era muito parecido com o que vemos de nossa própria perspectiva.

mostra estrelas e galáxias próximas vistas ao longo do caminho, mas as galáxias mais próximas às regiões exteriores são simplesmente vistas em um estágio mais jovem e anterior da evolução. Do ponto de vista deles, eles têm 13,8 bilhões de anos (e mais evoluídos), e nós aparecemos como fizemos bilhões de anos atrás. NASA, ESA, the GOODS Team e M. Giavalisco (STScI / University of Massachusetts)

os detalhes individuais seriam diferentes, assim como os detalhes do nosso próprio sistema solar, galáxia, grupo local, e assim por diante, são diferentes do ponto de vista de qualquer outro observador. Mas o próprio universo não é finito em volume; é apenas a parte observável que é finita. A razão para isso é que há uma fronteira no tempo — o Big Bang — que nos separa do resto. Podemos aproximar-nos desse limite apenas através de telescópios (que olham para tempos anteriores no universo) e através da teoria. Até descobrirmos como contornar o fluxo do tempo, essa será a nossa única abordagem para entender melhor a “borda” do universo. Mas no espaço? Não há nenhuma vantagem. Para o melhor que podemos dizer, alguém na borda do que vemos simplesmente nos ver como a borda em vez disso!

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