Desde o Big Bang e o início da expansão cosmológica, os objetos existentes no universo assumem distâncias relativas entre si cada vez maiores. Como a luz se propaga a uma velocidade constante e finita, as distâncias tornam-se eventualmente grandes o bastante para que nem um intervalo de tempo do tamanho da idade do universo seja suficiente para que a luz de alguns objetos alcance outros. Assim, tais objetos não poderiam ser observados a partir dos locais ainda não alcançados por sua luz. Estendendo este raciocínio para objetos em diversas posições e em diferentes instantes de tempo, percebe-se claramente que há um limite de observação possível no universo, que varia com o tempo e é diretamente influenciado por sua idade.
Define-se como “universo observável” a região do universo que contém toda a matéria que pode ser observada do nosso planeta no tempo presente. Assumida uma distribuição uniforme e homogênea de radiação no universo, pode-se dizer que a distância de um observador situado na Terra à fronteira do universo observável é praticamente a mesma em todas as direções. O universo observável, portanto, é uma região esférica centrada na Terra.
A denominação observável denota uma importante distinção a ser feita com o adjetivo observado. Dizer que existe uma fronteira que define o universo observável a partir da Terra não é o mesmo que dizer que tudo o que existe dentro dessa fronteira já foi observado. Equivale, na verdade, a dizer que toda a radiação que parte de um objeto dentro dessa fronteira pode, em princípio, alcançar um observador terrestre. Note-se que a porção observada do universo depende fundamentalmente da tecnologia e das técnicas de observação disponíveis.
Hubble Ultra Deep Field - fotografia do telescópio Hubble mostra centenas de milhares de galáxias em um pequeno pedaço do céu.
Salvo por estrita necessidade de diferenciação, é comum o uso do termo universo em lugar do termo universo observável na literatura – e, para a maioria dos propósitos, uma distinção entre os termos é frequentemente desnecessária. Cabe enfatizar, porém, que os limites do universo observável não têm qualquer vínculo geral com os limites do universo, caso estes existam. A partir da estimativa mais recente para a idade do universo, que é de aproximadamente 13,7 bilhões de anos, calcula-se que o universo observável se estenda hoje a um raio de 45,34 bilhões de anos-luz de distância da Terra. Esse valor é obtido levando-se em consideração a expansão do próprio espaço, o que justifica que ele seja muito maior que os 13,7 bilhões de anos-luz que um facho de luz percorreria, no espaço estático, em tempo equivalente à idade do universo.
A definição do tamanho do universo, por sua vez, varia conforme o modelo cosmológico adotado. Há modelos que defendem um universo finito, cujo tamanho pode ser bem definido. Alguns defendem um universo muito maior que o universo observável; outros poucos admitem a possibilidade de um universo menor que o universo observável, argumentando que galáxias tidas como extremamente distantes seriam apenas imagens duplicadas de galáxias próximas cuja luz circundou o universo. O caso especial de um universo de tamanho exatamente igual ao do universo observável é considerado altamente improvável, uma vez que exigiria que o nosso planeta fosse o centro absoluto do universo. Os modelos cosmológicos atualmente mais aceitos, contudo, defendem um universo finito em idade e infinito em extensão, o que permanece compatível com o fato de apenas uma região finita do universo ser observável a partir da Terra.
Referências bibliográficas:
VAIANO, B. Nosso universo observável é bem menor do que se pensava. Disponível em: <http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2016/08/nosso-universo-observavel-e-bem-menor-do-que-se-pensava.html >.
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REDD, N. T. How Big is the Universe? Disponível em: <https://www.space.com/24073-how-big-is-the-universe.html>. Acesso em 29 de jul. 2017.