Radius of Observable Universe

Atualmente, a melhor estimativa de quando o "Big Bang" ocorreu –

e mais uma vez, eu não gosto muito desse termo, porque implica

algum tipo de explosão, mas o que é na verdade é um tipo de expansão do espaço

– quando o espaço realmente começou a expandir de uma singularidade,

mas nossa melhor estimativa de quando isso ocorreu é

13,7 mil milhões de anos atrás, e apesar de estarmos acostumados

a lidar com números na cada dos bilhões, especialmente quando falamos sobre

grandes quantias de dinheiro e tal, esse é uma inacreditável quantidade

de tempo. Parece como algo que é manipulárvel, mas

na verdade não é. Em vídeos futuros, eu vou

falar sobre as escalas de tempo, então você poderá realmente apreciar

o quanto, ou até mesmo começar a apreciar, ou apreciar

que nós NÂO podemos apreciar quanto são 13,7 bilhões de anos.

E eu também quer enfatizar que esta é

a melhor estimativa atual. Mesmo ao longo de minha vida, mesmo em

minha vida que realmente soube do "Big Bang" e

que comecei a prestar atenção em qual era a melhor estimativa,

esse número tem variado, então eu suspeito

que no futuro, esse número possa ficar mais preciso

ou possa ser um pouco alterado.

Mas esse é nosso melhor palpite. Agora, com isso colocado, eu quero

pensar sobre o que isso nos diz sobre o tamanho

do universo observável.

Entaõ, se toda a expansão começou há 13,7 bilhões de anos atrás...

e tudo o que conhecemos do nosso universo tridimensional

estava em um único ponto,

o mais longo tempo que qualquer fóton de luz poderia estar viajando

que nos alcançasse agora...

(então, nosso olho...)

(então, digamos que esse é meu olho bem ali)

(aqueles são meus cílios, desse jeito)

o mais longo – então, algum fóton de luz,

esteja apenas chegando ao meu olho, ou talvez

esteja apenas chegando à lente de um telescópio –

o mais longo tempo que ele pode estar viajando

é 13,7 bilhões de anos.

Então quando olhamos para essa figura

(isso, eu acho, foram dois ou três vídeos atrás)

do universo observável,

eu desenhei – era um círculo.

Era este círculo.

E, quando nós vemos a luz vindo desses

remotos objetos, aquela luz está chegando a nós bem aqui

esse é onde estamos. Este é onde, acredito,

nessa figura, o objeto remoto estava,

mas a luz daquele objeto remoto só agora está chegando para nós.

E aquela luz levou 13,7 bilhões de anos pra chegar para nós.

Agora, o que eu vou hesitar em fazer,

porque estamos falando de distâncias tão grandes

e escalas de tempo tão grandes... sobre as quais

o próprio espaço está expandido, veremos

que você não pode dizer que esse objeto aqui –

isto é não necessariamente...

isto é NÃO

(vou colocar em caixa alta)

Isto é NÂO É 13,7 bilhões de anos-luz de distância!

Se estivermos falando de escalas de tempo menores,

ou, acredito, distâncias menores,

você poderia dizer aproximadamente isso.

A própria expansão do universo

não faria tanta diferença.

E deixe-me esclarecer ainda mais.

Eu estou falando sobre um objeto ali,

mas nós podemos atém mesmo falar daquela coordenada no espaço.

E aquela coordenada (e na verdade eu deveria dizer,

"aquela coordenada no espaço-tempo."

Porque estamos vendo-a em um certo instante também.

Mas aquela coordenada não está há 13,7 bilhões de anos-luz

de distância de nossa coordenada atual.

E há uma série de razões para pensar sobre isso.

Primeiro, pense.

Aquela luz foi emitida há 13,7 bilhões de anos atrás.

Quando aquela luz foi emitida, nós estávamos muito mais próximos daquela coordenada.

Esta coordenada estava muito mais próximo daquela.

Onde estamos no universo agora

estava muito mais perto daquele ponto do universo.

A outra coisa pra pensar é, assim – deixa eu desenhar.

Então digamos que – vamos para trezentos mil anos

depois da expansão inicial da singularidade.

Então, estamos há apenas 300,000 anos dentro

da história do universo, bem agora.

Então isto é aproximadamente 300,000 anos dentro

da... vida do universo, acho que podemos colocar dessa maneira.

E digamos que naquele ponto – bem, primeiro de tudo

naquele ponto, as coisas não haviam se diferenciado

de maneiras significativas ainda, como agora.

Falaremos mais sobre isso quando falarmos da

radiação cósmica de fundo,

mas neste ponto o universo

era um tipo de quase uniforme

plasma de hidrogênio branco e quente.

E falaremos sobre – estava emitindo

radiação de microondas, e falaremos mais sobre isso

em um vídeo futuro.

Mas vamos pensar sobre dois pontos nesse universo primitivo.

Então, nesse universo jovem, digamos que você tem aquele ponto,

e digamos que você tem

a coordenada onde ele está agora.

E não vou fazer no centro.

Porque acredito que fica mais fácil de visualizar

se não estiver no centro.

E digamos que nesse estágio bem inicial do universo

se você pudesse pegar uma régua

e instantaneamente medir isso,

você medisse esta distância

que seria 30 milhões de anos-luz.

E digamos que bem nesse ponto,

este objeto (magenta) bem aqui

emite um fóton. Talvez na faixa de frequência

das microondas, e veremos

que esta é a frequência em que estavam sendo emitidos.

Mas, emite um fóton.

E esse fóton está viajando na velocidade da luz!

Ele É luz!

E então, esse fóton diz, "ah, sabe de uma coisa...

eu só preciso viajar 30 milhões de anos-luz.

Não é tão ruim. Eu vou chegar lá

em trinta milhões de anos."

E então – e eu vou fazer mais simplificado.

A matemática é realmente mais complicada do que eu estou fazendo aqui,

mas eu realmente quer dar uma idéia

do que está acontecendo, aqui.

Então, digamos, que esse fóton diga,

"sabe, em mais ou menos dez milhões de anos, eu devo estar

aproximadamente naquele coordenada.

Eu devo estar mais ou menos a um terço da distância".

Mas o que acontece no curso desses dez milhões de anos?

Bem, nesses dez milhões de anos,

o universo se expandiu.

O universo expandiu, talvez, um montão.

Então deixe-me desenhar o universo expandido

Então depois de dez milhões de anos, o universo...

...deve parecer assim.

(Na verdade, devia estar ainda maior que isso.)

(Deixe-me desenhar assim.)

Depois de dez milhões de anos,

o universo pode ter se expandido um bocado.

Então, isso é dez milhões de anos para o futuro.

Ainda, numa escala de tempo cosmológica,

ainda é a infância do universo,

porque estamos falando de 13,7 bilhões de anos.

Então digamos que se passaram 10 milhões de anos.

O universo expandiu.

Esta coordenada onde nós estamos sentados no momento

está agora bem aqui.

Aquela coordenada onde o fóton foi

originalmente emitido está agora

colocada bem aqui.

E aquele fóton disse, "ok,

depois de dez milhões de anos-luz eu vou estar

bem ali",

E, você sabe, eu estou aproximando e fazendo

de uma maneira bem simplificada – pois eu quero apenas dar a você uma idéia.

Então aquela coordenada, a grosso modo onde o fóton

chega em dez milhões de anos-luz

está aproximadamente aqui.

O universo inteiro expandiu.

Todas as coordenadas ficaram mais afastadas.

Agora o que acaba de acontecer aqui?

O universo expandiu.

A distância que era de 30 milhões de anos-luz

agora – e eu estou apenas trazendo número aproximados –

é na verdade – e isso apenas para fins de

dar a você uma idéia do porquê... dando a intuição

do que está acontecendo –

esta distância agora não é mais 30 milhões de anos-luz,

talvez seja cem milhões.

Então isso agora é cem milhões de anos-luz.

O univeso está expandindo.

O espaço está na verdade se espalhando.

Você pode imaginar como uma cama-elástica,

ou a superfície de um balão – esticando cada vez mais.

E então essa coordenada onde a luz está

depois de dez milhões de anos,

tem viajado por dez milhões de anos,

mas foi a uma distância muito maior!

Ela foi agora – aquela distância pode ser

na ordem de talvez 30 milhões de anos-luz.

E a matemática não está exata, aqui.

Eu não fiz a matemática para descobrir.

Mas o ponto é – então, ela cobriu 30 milhões de anos-luz.

E na verdade, eu não deveria nem mesmo fazer

na mesma proporção, porque a distância que já viajou

e a distância que falta viajar,

por causa da expansão, não vai estar

completamene linear. Pelo menos, quando penso sobre isso

na minha cabeça, não deveria estar, eu acho.

Mas não vou fazer uma declaração firme

sobre isso.

Mas a distância que ela atravessou – talvez

essa distância agora aqui seja 20 milhões de anos-luz

...porque toda vez que se moveu alguma distância,

o espaço que ela atravessou agora está esticado.

Então mesmo que tenha viajado por 10 milhões de anos,

o espaço que ela atravessou não é mais apenas

dez milhões de anos-luz.

Ele agora está esticado para 20 milhões de anos-luz.

E o espaço que ainda falta atravessar

não é mais de apenas 20 milhões de anos-luz.

Ele pode agora ser de 80 milhões de anos-luz.

E então, este fóton pode estar ficando frustrado.

Há um jeito otimista de ver isso, é como,

"nossa, eu consegui cobrir 20 milhões de anos-luz

em apenas 10 milhões de anos.

"Parece que estou me movendo mais rápido que a velocidade da luz".

A verdade é que não está, porque as próprias coordenadas do espaço

é que estão se espalhando.

Estão ficando distantes. Então, o fóton está se movendo

na velocidade da luz. Mas a distância que realmente

atravessou em dez milhões de anos e mais que

dez milhões de anos-luz.

É vinte milhões de anos-luz.

Então, você não pode simplesmente multiplicar o tempo

nessas escalas cosmológicas, aqui.

Especialmente quando as próprias coordenadas

estão na verdade se movendo mais longe uma da outra.

Mas acredito que você notou onde isso vai.

Agora esse fóton diz, "oh,

em outros 40 milhões de anos-luz

talvez eu esteja chegando aqui."

Mas a realidade é que nos próximos 40 milhões de anos,

ele consiga chegar bem aqui,

porque isso é 80 milhões de anos-luz.

A realidade é que, depois de 40 milhões de anos,

então, outros 40 milhões de anos se passaram,

agora, de repente, o universo se expandiu

ainda mais!

E nem vou desenhar a bolha inteira,

mas o lugar onde o fóton foi emitido

poderia estar aqui,

e agora nossa posição atual está aqui,

onde a luz chegou depois de dez milhões de anos

está agora aqui,

e agora onde a luz está depois de 40 milhões de anos,

talvez aqui.

Então, agora a distância entre estes dois pontos:

quando nós começamos, era de 10 milhões de anos-luz,

então virou 20 milhões de anos-luz

talvez agora seja na ordem de – não sei,

talvez seja um bilhão de anos luz!

E talvez essa distância aqui,

e eu estou apenas inventando esses números,

de fato, isso provavelmente seja muito grande para este ponto...

talvez esta agora seja de 100 milhões de anos-luz.

E agora, essa distância seja de, sei lá,

500 milhões de anos-luz.

E talvez agora a distância total entre os dois pontos seja de um bilhão de anos-luz.

Então, como pode ver, o fóton pode estar ficando frustrado.

Conforme ele cobre mais e mais distância, olha pra trás

e diz, "nossa, em apenas 50 milhões de anos, eu pude cobrir 600 milhões de anos-luz,

isso é muito bom."

Mas fica frustrado, porque o que pensava que

tinha que cobrir – 30 milhões de anos-luz –

fica esticando cada vez mais.

Porque o espaço está esticando.

Então na realidade, voltando à idéia original,

este fóton que esá agora nos alcançando

e que esteve viajando por, digamos, 13,4 bilhões de anos

então, está chegando agora, deixe-me adiantar 13,4 bilhões de anos

deste ponto agora para chegar ao dia atual.

Então se eu desenhar o universo visível inteiro bem aqui

este ponto bem aqui será aquele de onde foi emitido.

Nós estamos colocados... aqui. E na verdade...

Deixe-me esclarecer uma coisa. Se eu estou desenhando todo o universo observável,

o centro devia na verdade ser onde estamos, porque nós podemos observar em distâncias iguais

– se as coisas não foram realmente estranhas – nós podemos observar uma distância igual em qualquer direção.

Então, na verdade, talvez devêssemos nos colocar no centro.

Então, este é todo o universo observável inteiro. E o fóton foi emitido daqui

há 13,4 bilhões de anos atrás. Então 300,000 anos depois do "Big Bang" inicial.

E está agora chegando até nós.

É verdade que o fóton esteve viajando por 13,7 bilhões de anos.

Mas, o que é meio doido sobre isso, é que este objeto, uma vez que estivemos nos expandindo mais longe um do outro,

este objeto está agora, nas nossas melhores estimativas,

há 46 bilhões de anos-luz de nós.

E quero deixar bem claro:

Este objeto está AGORA há 46 bilhões de anos-luz de distância.

Então quando usamos apenas luz para observá-lo, parece que

apenas baseados em anos-luz, ei, essa luz esteve viajando por 13,7 bilhões de anos para nos alcançar,

essa é nossa única maneira, tipo, com a luz, para pensar em distâncias, então talvez 13,4

(eu fico mudando o decimal)

mas, (talvez esteja) há 13,4 bilhões de anos-luz de distância.

Mas a realidade é que, se você tivesse hoje uma régua

e, sabe, réguas em anos-luz

essa coisa, o espaço se esticou tanto

que está agora há 46 bilhões de anos-luz.

E para lhe dar uma dica quando falamos

da radiação cósmica de fundo,

com o que esse ponto no espaço se pareceria?

Essa coisa que está na verdade há 46 bilhões de anos-luz de distância

mas o fóton levou apenas 13,7 bilhões de anos para chegar até nós.

Com o que isso vai se parecer?

Bem, quando dizemos "parecer", estamos baseados

nós fótons que estão chegando até nós agora.

Aqueles fótons saíram há 13,4 bilhões de anos atrás.

Então, aqueles fótons são os fótons sendo emitidos

dessa estrutura primitiva, dessa névoa

quente e branco de plasma de hidrogênio.

Então o que veremos é essa névoa quente e branca

– então veremos esse tipo de

plasma branco e quente.

Indiferenciado, ainda não diferenciado nos devidos átomos estáveis, muito menos em estrelas e galáxias.

Mas quente-branco, vermos esse plasma quente e branco.

A realidade hoje é que esse ponto no espaço que está há 46 bilhões de anos de agora

está provavelmente diferenciado em átomos estáveis e estrelas e planetas e galáxias.

E francamente, se aquela pessoa – se houver uma civilização lá bem agora, e eles estiverem bem ali

e estiverem observando fótons sendo emitidos

da nossa coordenada, do nosso ponto no espaço bem agora

Eles não vão nos ver. Eles verão a nós

13,4 bilhões de anos atrãs. Eles verão

a estado super primitivo da nossa região do espaço

quando era somente plasma branco-quente.

E falaremos mais sobre isso no próximo vídeo, mas pense sobre isso.

QUALQUER fóton que esteja vindo daquele período no tempo,

então, de qualquer direção, que esteja viajando por

13,4 bilhões de anos, de qualquer direção,

estará vindo daquele estado primitivo, ou,

teria sido emitido quando o universo estava em

seu estado primitivo, quando era apenas aquele

plasma branco-quente, essa massa indiferenciada.

E desejavelmene, isso vai lhe dar um senso de onde

vem a radiação cósmica de fundo.