A expansão do universo é uma das ideias mais contra-intuitivas da cosmologia moderna. Se o próprio espaço está se expandindo, como as galáxias ainda podem colidir? Esta questão surge muitas vezes porque parece contraditória: não deveria tudo estar desmoronando? A realidade é mais matizada. As colisões acontecem porque a expansão domina apenas nas escalas maiores e a gravidade ainda exerce uma influência poderosa localmente.
O Universo em Expansão: Um Equívoco
A imagem popular do universo se expandindo como uma explosão – com galáxias se movendo através do espaço – é enganosa. A expansão não é sobre galáxias se afastando umas das outras; trata-se da expansão do próprio espaço. Imagine uma régua flexível que se estende de um a dois metros. Os pontos mais distantes movem-se mais rapidamente, enquanto os pontos mais próximos movem-se mais lentamente. Isto é precisamente o que acontece no Universo: galáxias mais distantes recuam mais rapidamente, um fenómeno que podemos medir.
Por exemplo, uma galáxia a 10 megaparsecs (32,6 milhões de anos-luz) de distância se afasta a cerca de 700 km/s, enquanto um megaparsecs de distância se move a apenas 70 km/s. Apesar desta rápida expansão, as galáxias ainda podem superá-la através da velocidade absoluta.
Expansão de substituições de gravidade local
A galáxia de Andrômeda fornece um exemplo claro. Embora esteja a 2,5 milhões de anos-luz de distância, não está recuando. Em vez disso, dirige-se em direção à Via Láctea a cerca de 110 km/s. Isto ocorre porque ambas as galáxias estão gravitacionalmente ligadas dentro do Grupo Local – a sua gravidade mútua supera a expansão do universo.
O mesmo princípio se aplica a galáxias dentro de aglomerados. A gravidade combinada os mantém juntos, resistindo à atração externa da expansão. Como resultado, estas galáxias podem interagir, fundir-se e colidir ao longo de milhares de milhões de anos, apesar da extensão do cosmos que as rodeia.
A gravidade dobra o espaço-tempo
A teoria da relatividade geral de Einstein explica por que isso funciona. A gravidade não é apenas uma força; é uma distorção do espaço-tempo. Objetos enormes distorcem a estrutura do universo, fazendo com que objetos próximos se curvem em direção a eles. Num sistema fortemente vinculado, a gravidade domina, impedindo a expansão dentro dessa região. O espaço se expande ao redor do cluster, mas não dentro dele.
Isto significa que se duas galáxias se aproximarem o suficiente, a gravidade irá uni-las, independentemente da expansão do fundo. A Via Láctea e Andrómeda estão destinadas a colidir dentro de cerca de oito mil milhões de anos por esta mesma razão.
Energia Escura e o Futuro
A história fica mais estranha porque a expansão não é constante. Em 1998, os astrónomos descobriram que a expansão está acelerando, impulsionada por uma força misteriosa chamada energia escura. Se a energia escura se comportar de certas maneiras, até mesmo o espaço dentro das regiões delimitadas poderá se expandir. O cenário mais extremo, o “grande rasgo”, sugere que, eventualmente, todas as estruturas – desde galáxias a moléculas – serão dilaceradas por uma expansão imparável.
No entanto, a natureza da energia escura permanece desconhecida. O grande rasgo é apenas um destino possível. O futuro do universo – e o destino das galáxias em colisão – permanece incerto.
Concluindo, as galáxias colidem porque a gravidade ainda domina localmente, anulando a expansão do universo em escalas menores. Esta interação dinâmica entre gravidade e expansão permite que estruturas se formem, evoluam e, em última instância, colidam, mesmo enquanto o cosmos continua a se expandir.
