Por que o Universo não pode ser cíclico? Parte 1: A Atração do Universo Eterno

A ideia de um universo cíclico, que se repete eternamente em um ciclo interminável de nascimentos e mortes cósmicas, exerce um fascínio profundo sobre a mente humana. Essa concepção oferece um conforto filosófico, contrastando com a linearidade de um universo com um começo e um fim definidos, como o proposto pelo modelo do Big Bang. A narrativa de um cosmos que pulsa, com seus próprios momentos de "drama" e "ação" – desde a formação de galáxias até o surgimento de campos inflacionários que inundam o jovem universo com luz e partículas – e o mistério central da singularidade primordial, tudo isso contribui para a atração de um universo que se renova. A promessa de que, mesmo após trilhões de anos, um novo ciclo poderia emergir, oferece uma perspectiva de eternidade que ressoa com a busca humana por significado e continuidade.

Contudo, a linearidade inerente ao modelo do Big Bang, que descreve um universo nascido de uma singularidade, expandindo-se continuamente e destinado a um futuro de frio e vazio cada vez mais profundos, foi um ponto de grande desconforto para muitos cientistas e pensadores. A noção de um universo que "nasceu, já ultrapassou os seus dias de glória e, daqui em diante, não há nada além de expansão no frio cada vez mais profundo do vácuo" parecia limitar as possibilidades cósmicas. Não é de surpreender que, por aproximadamente um século desde que as primeiras ideias do Big Bang foram formuladas, houve um esforço contínuo para "dobrar" a cosmologia de volta a um modelo cíclico, buscando uma alternativa que permitisse uma existência cósmica sem fim.

A primeira tentativa séria e bem articulada de construir um modelo de universo cíclico foi realizada por Richard Tolman, que trabalhou intensamente na década de 1930. Esse período coincidiu com o momento em que a imagem padrão do Big Bang começava a se consolidar. Tolman concebeu um universo caracterizado por uma sequência interminável de "big bangs" (grandes explosões) seguidos por "big crunches" (grandes implosões), que por sua vez levariam a novos "big bangs". Embora os termos exatos não fossem amplamente utilizados na época, a essência da ideia era a mesma: um universo que não tinha um primeiro nem um último evento, mas sim um batimento cardíaco eterno, inspirando e expirando em um ciclo sem fim aparente.

Apesar da elegância e do apelo filosófico do modelo de Tolman, ele enfrentou um obstáculo intransponível: a entropia. A entropia, uma medida do grau de desordem ou aleatoriedade em um sistema, é uma quantidade que, de acordo com a segunda lei da termodinâmica, nunca diminui em um sistema fechado; ela sempre aumenta ou permanece constante. Em termos cosmológicos, isso significa que o universo, como um sistema fechado, tende a se tornar cada vez mais desordenado e menos capaz de realizar trabalho útil ao longo do tempo. Essa lei fundamental da física revelou-se o calcanhar de Aquiles para qualquer modelo que propusesse um universo eternamente cíclico e repetitivo.

No contexto do modelo de Tolman, cada ciclo de expansão e contração inevitavelmente geraria e acumularia entropia. Durante um "big crunch", toda a matéria e energia do universo seriam comprimidas em um volume minúsculo. No entanto, a entropia presente no sistema não seria "reduzida" ou eliminada; ela seria meramente concentrada. A ideia de que um novo "big bang" poderia emergir de um "big crunch" e reiniciar o universo em um estado idêntico ao anterior é fundamentalmente incompatível com o princípio do aumento da entropia. Cada ciclo subsequente seria, portanto, diferente do anterior, com um nível de desordem progressivamente maior, tornando impossível um retorno perfeito ao estado inicial e, em última instância, inviabilizando a repetição eterna e idêntica dos ciclos cósmicos.