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Vivendo uma rosquinha? A forma do universo é um dos mistérios mais intrigantes da ciência

Podemos estar vivendo uma 💋 rosquinha. Pode soar como o sonho de Homer Simpson, mas é uma das muitas possibilidades para a topologia do cosmos. 💋 Este é apenas um dos muitos possíveis cenários para a forma do universo. "Estamos tentando encontrar a forma do espaço", 💋 diz Yashar Akrami do Instituto de Física Teórica de Madrid, membro de uma parceria internacional chamada Compact (Colaboração para Observações, 💋 Modelos e Previsões de Anomalias e Topologia Cósmica). Em maio, a equipe Compact explicou que a questão sobre a forma 💋 do universo ainda está amplamente aberta e examinou as perspectivas futuras para esclarecer esse assunto.

Flat, curva ou forma de 💋 rosquinha?

A topologia de um objeto especifica como suas partes estão conectadas. Uma rosquinha tem a mesma topologia que uma xícara, 💋 a abertura equivalente ao cabo: você pode moldar uma massa de argila forma de rosquinha forma de xícara 💋 sem rasgá-la. Da mesma forma, uma esfera, um cubo e um banana têm a mesma topologia, sem buracos.

A ideia de 💋 que o universo todo pode ter uma forma é difícil de se imaginar. Além da topologia, há outro aspecto: a 💋 curvatura. Em sua teoria da relatividade geral de 1916, Albert Einstein mostrou que o espaço pode ser curvado por objetos 💋 maciços, criando a força da gravidade.

Imagine o espaço como tendo duas dimensões, vez de ter todas as três dimensões 💋 espaciais. Espaço plano é como uma folha de papel plana, enquanto o espaço curvo poderia ser como a superfície de 💋 uma esfera (curvatura positiva) ou uma sela (curvatura negativa).

Essas possibilidades podem ser distinguidas pela geometria simples. Em um plano, os 💋 ângulos de um triângulo devem somar 180 graus. Mas uma superfície curva, isso não é mais verdade. Comparando o 💋 tamanho real e aparente de objetos distantes, como galáxias, os astrônomos podem ver que o universo como um todo parece 💋 ser tão próximo do plano quanto podemos medir: é como uma folha plana com pequenos buracos onde cada estrela deforma 💋 o espaço ao seu redor.

Forma do universo	Características
Espaço plano	Pode se estender para sempre, como uma folha de papel infinita.
Curvatura positiva	Curvatura como 💋 a superfície de uma esfera.
Curvatura negativa	Curvatura como a superfície de uma sela.

18 possibilidades matemáticas

Se o universo tiver uma geometria plana, 💋 ele pode se estender para sempre, como uma folha de papel infinita. No entanto, uma geometria plana também se encaixa 💋 algumas topologias que os cosmólogos chamam eufemisticamente de "não banais", o que significa que elas são muito mais interessantes 💋 e podem ficar muito confusas.

Existem, por razões matemáticas, precisamente 18 possibilidades. Em geral, eles correspondem ao universo ter um volume 💋 finito, mas sem arestas: se você viajar mais longe do que a escala do universo, você retornará ao ponto de 💋 partida. É como a tela de um jogo de

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que um personagem saindo pelo lado direito reaparece pelo 💋 lado esquerdo - como se a tela estivesse torcida um loop. Em três dimensões, a topologia mais simples é 💋 o 3-torus: como uma caixa da qual, saindo por qualquer face, você reentra pela face oposta.

Uma topologia assim tem uma 💋 implicação bizarra. Se você pudesse olhar para todo o universo, veria cópias exatas de si mesmo todas as direções, 💋 como um espelho 3D três dimensões. Outras topologias mais complexas são variações sobre o mesmo tema, onde, por exemplo, 💋 as imagens apareceriam deslocadas - você reentra a caixa um lugar diferente, ou talvez torcido de forma que a 💋 direita se torne esquerda.