A velocidade da luz no vácuo é de 299.792.458 m/s, percorrendo uma distância de 9 trilhões de quilômetros por ano. Convencionou-se chamar de “ano-luz” esta distância percorrida pela luz no período de um ano terráqueo.
Sabemos que o Big Bang aconteceu há 13,8 bilhões de anos. Isso nos faria pensar que o objeto mais distante que podemos ver está a 13,8 bilhões de anos-luz de nós, mas o Universo observável tem 46,1 bilhões de anos-luz de distância de nós.
A palavra “observável” não tem relação com a nossa atual habilidade técnica de detectar radiação de um objeto desta enorme distância, mas sim que, teoricamente, a luz ou outra radiação do objeto alcance um observador na Terra.
Como a luz vem de tão longe?
A principal questão é que o tecido do Universo não é constante, ou seja, nem o espaço nem o tempo são estáticos ou fixos. O espaço-tempo tem propriedades que dependem da matéria e da energia presentes no Universo. Ele deve expandir ou se contrair, portanto as grandes distâncias cósmicas entre os objetos mudam com o passar do tempo.
No início do século XX, Einstein defendeu com sua Teoria da Relatividade Geral que o Universo está se expandindo. Assim, objetos que não estão unidos pela gravidade acabam ficando cada vez mais afastados.
“Quando observamos objetos distantes, não vemos apenas as luzes que são emitidas, nem meramente vemos a luz deslocada pela velocidade relativa da fonte e do observador”, explica o astrofísico Ethan Siegel, à Forbes. “Ao invés disso, vemos como o Universo em expansão afetou aquela luz com os efeitos cumulativos do espaço em expansão que ocorreu em todos os pontos através da jornada dela”.
Além da expansão do Universo, a movimentação dos objetos também é afetada por efeitos gravitacionais de todos os outros objetos massivos do Universo, e eles podem se mover bastante e se acelerar, criando aglomerados de objetos como galáxias em alguns pontos e deixando outras regiões do Universo mais vazias.
A luz que percebemos pode ficar mais avermelhada ou azulada dependendo da velocidade desses objetos em relação à nós. Esses objetos massivos também distorcem a luz, então ela não viaja entre dois pontos em linha reta.
A única forma de ter 13 bilhões de anos-luz como limite de observação de objetos distantes seria se o Universo fosse uma rede em 3D com os eixos x,y e z, onde o espaço seria fixo e sem mudanças. Os objetos emitiriam luz do passado distante, e esta luz viajaria através do Universo até chegar aos nossos olhos, e nós a receberíamos na mesma quantia de anos que o número de “anos-luz” que a luz percorreu.
Se pudéssemos visualizar apenas 13.8 bilhões de anos-luz, esta seria uma evidência de que a Teoria da Relatividade Geral estava errada e que os objetos não poderiam se mover de um ponto para outro mais distante no Universo.
As evidências que temos atualmente são de que os objetos se movem, que a Teoria da Relatividade Geral está correta e que o Universo dominado por uma mistura de matéria e energia escura está se expandindo. [Forbes, Ethan Siegel]