O UNIVERSO ESFÉRICO

Uma Possibilidade Cosmológica com Base na Relatividade Geral 

Resumo

Este artigo apresenta a teoria do Universo Esférico, uma das interpretações possíveis da estrutura geométrica do cosmos segundo a Relatividade Geral. A proposta envolve um universo finito e fechado, com curvatura positiva, que teria se originado no Big Bang e pode estar sujeito a um colapso futuro. São discutidas as origens da teoria, seus principais proponentes e suas relações com outras teorias cosmológicas. A abordagem é descritiva, histórica e comparativa, com ênfase nos modelos de Einstein, Friedmann e Lemaître.

1. Introdução

Desde a formulação da Teoria da Relatividade Geral por Albert Einstein, a cosmologia moderna passou a compreender o universo não como um espaço fixo, mas como um sistema dinâmico, cuja forma e evolução dependem da curvatura do espaço-tempo e da densidade de energia contida nele. Entre os modelos possíveis, destaca-se a teoria do Universo Esférico, que considera o cosmos como um espaço tridimensional finito e fechado, análogo à superfície de uma esfera em quatro dimensões.

Este artigo busca apresentar, de maneira cronológica e conceitual, o desenvolvimento da teoria do Universo Esférico, os cientistas que a idealizaram, sua relação com o Big Bang e a forma como ela dialoga (ou entra em tensão) com outras propostas cosmológicas contemporâneas.

2. Desenvolvimento

2.1 A base da curvatura: Relatividade Geral e Einstein (1917)

Em 1915, Albert Einstein publicou sua teoria da Relatividade Geral, revolucionando a forma como compreendemos a gravitação e o espaço-tempo. Dois anos depois, em 1917, propôs um modelo de universo estático, com curvatura positiva e constante cosmológica, ou seja, uma forma esférica do universo. Embora mais tarde tenha revisado essa proposta, Einstein abriu caminho para considerar o universo como um espaço finito, sem bordas.

2.2 A expansão do espaço: Friedmann e Lemaître (décadas de 1920 e 1930)

Alexander Friedmann, em 1922, resolveu as equações de Einstein permitindo soluções dinâmicas: o universo poderia expandir ou contrair, com três possibilidades de geometria: fechado (esférico), plano ou aberto. Friedmann considerava que a curvatura dependia da densidade de matéria do universo. Poucos anos depois, Georges Lemaître, em 1927, elaborou a hipótese do “átomo primordial”, antecessora do conceito de Big Bang, prevendo um universo em expansão a partir de um ponto original, sem descartar a possibilidade de uma forma esférica e fechada.

2.3 O universo esférico como espaço finito

No modelo esférico, o universo é tridimensional, mas fechado como a superfície de uma esfera. Isso significa que ele é finito em volume, mas não possui bordas. Se uma nave viajasse indefinidamente numa direção, teoricamente, retornaria ao ponto de origem. Essa geometria implica uma densidade maior que a crítica, o que pode levar, eventualmente, a um colapso do universo, conhecido como "Big Crunch".

2.4 Big Bang e temporalidade do universo esférico

A teoria do universo esférico não contradiz o modelo do Big Bang. Ao contrário, integra-se a ele como uma das possibilidades geométricas. Segundo os cálculos atuais, o universo teria se originado há cerca de 13,8 bilhões de anos, expandindo-se desde então. Um universo esférico teria tido início nessa explosão inicial, expandido até certo ponto e, por ter massa suficiente, estaria sujeito a uma futura contração.

2.5 Comparações com outras teorias cosmológicas

A teoria do Universo Esférico dialoga diretamente com o modelo inflacionário, proposto nos anos 1980, que sugere uma expansão muito rápida nos primeiros instantes após o Big Bang, gerando um universo quase perfeitamente plano. No entanto, observações do satélite Planck (2013 e 2018) indicam que o universo pode ter uma leve curvatura positiva, reabrindo espaço para a hipótese esférica.

Há ainda modelos como o universo cíclico, que prevê sucessões de Big Bangs e Big Crunches, e o universo holográfico, que se baseia em conceitos da teoria das cordas. Embora diferentes em fundamentos, esses modelos não invalidam o universo esférico, mas o complementam como uma das muitas interpretações possíveis.

3. Conclusão

A teoria do Universo Esférico permanece como uma possibilidade cosmológica elegante e coerente com a Relatividade Geral. Ela nos permite conceber um universo finito, sem fronteiras, em expansão, mas que pode eventualmente retornar ao ponto de origem. A despeito de debates com modelos alternativos, como o inflacionário ou o holográfico, o universo esférico resiste como uma das imagens mais fascinantes da geometria cósmica.

O avanço da astrofísica, sobretudo com instrumentos de medição da radiação cósmica de fundo e da curvatura espacial, continua a oferecer indícios que podem confirmar ou refutar essa possibilidade. Até lá, o universo esférico permanece como uma das hipóteses mais belas e simbólicas da relação entre ciência, espaço e infinitude.

REFERÊNCIAS 

EINSTEIN, Albert. Kosmologische Betrachtungen zur allgemeinen Relativitätstheorie. Sitzungsberichte der Königlich Preußischen Akademie der Wissenschaften, 1917.

FRIEDMANN, Alexander. Über die Krümmung des Raumes. Zeitschrift für Physik, v.10, p. 377–386, 1922.

LEMAÎTRE, Georges. Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant, rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extra-galactiques. Annales de la Société Scientifique de Bruxelles, A47, p. 49–59, 1927.

PLANCK COLLABORATION. Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, v.641, A6, 2020.

GUTH, Alan H. Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems. Physical Review D, v.23, n.2, 1981.

HARRISON, Edward. Cosmology: The Science of the Universe. Cambridge University Press, 2000.

Autor: Nhenety KX

Consultado por meio da ferramenta ChatGPT (OpenAI), inteligência artificial como apoio para elaboração do trabalho, em 19 de abril de 2025 e a capa dia 21 de maio de 2025.