Era de ouro da cosmologia: conhecemos apenas 4% do universo

A maneira como o ser humano vê o universo está mudando. Cada vez mais, fica claro o quão pouco sabemos sobre ele. Na verdade, os cosmologistas têm a resposta: 4%.

(GHX/Terra) Os dados do observatório espacial Planck, desligado no fim de outubro, formam o capítulo mais recente da cosmologia. A sonda da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês) calculou com maior precisão a idade do universo (13,8 bilhões de anos), estudou a radiação cósmica de fundo – a qual se originou no Big Bang e envolve todo o universo -, comprovou teorias anteriores e apontou números surpreendentes, como a taxa de expansão do universo, que deve provocar discussão entre os especialistas.

E isso é apenas o começo. “Em 2014, serão liberados novos resultados que certamente irão marcar profundamente a cosmologia moderna”, afirma o professor Lúcio Marassi, doutor em cosmologia pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e especialista em cosmologia computacional pelo Instituto de Astrofísica de Paris.

A cosmologia é a ciência que estuda a origem, a estrutura e a evolução do universo. Não se encarrega, portanto, de tarefa fácil. Mas descobertas recentes estão revirando conceitos antigos, mudando o que se sabia até há algum tempo e desdobrando um universo inimaginável – ou, pelo menos, digno de ficção científica – poucos anos atrás. Trata-se de um universo repleto, segundo a cosmologia atual, por matéria escura e energia escura, as quais formam 96% do todo.

"Só começamos a nos tornar sábios quando aprendemos o quanto ignoramos. Nesse sentido, sabendo que toda nossa ciência atual baseia-se em apenas 4% de tudo o que existe, vemos que temos ainda muito o que descobrir”, aponta Marassi. “Está começando a Era de Ouro da Cosmologia, e todo dia há uma enxurrada de novas descobertas, desvendando o quanto nosso universo é misterioso e maravilhoso".

A fim de descobrir um pouco mais sobre a Era de Ouro da Cosmologia, e o que ela significa para a nossa compreensão do universo, o Terra entrevistou o doutor Lucio Marassi, que se prestou a explicar, do modo mais acessível possível, os recentes avanços, descobertas e perspectivas dessa fascinante área da astronomia.​

Terra - Por que você diz que uma era de ouro da Cosmologia está começando?
Lucio Marassi - A Cosmologia moderna iniciou-se com a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, no início do século 20. Quando Edwin Hubble detectou que as galáxias estão afastando-se de nós, em 1929, iniciou-se a hipótese de que o universo teve um início e expandiu-se continuamente até hoje em dia; essa foi a hipótese do Big Bang, que começou a tornar-se bastante sólida com as observações da Radiação Cósmica de Fundo (RCF). A RCF, que é uma radiação de fundo que envolve todo o universo, e que originou-se no início do Big-Bang, foi descoberta observacionalmente primeiro por Penzias e Wilson em 1965 (apenas um ponto do espectro, nesta época), e confirmada totalmente pelo satélite COBE (sigla em inglês de “Cosmic Background Explorer”), lançado em 1989.

É exatamente neste ponto, com o lançamento do COBE, o primeiro satélite dedicado unicamente à obtenção de dados cosmológicos, que começa minha afirmação de que iniciamos a “era de ouro da Cosmologia”. Com o COBE descobrimos que o universo é extremamente homogêneo e isotrópico em grandes escalas, mas há anisotropias na radiação de fundo (ou seja, há variações, irregularidades); são destas pequenas irregularidades iniciais que surgiram todas as galáxias, todos os aglomerados e superaglomerados de galáxias que vemos hoje. Todas as teorias sobre formações de aglomerados galáticos começaram a ter suporte observacional a partir dos dados do COBE, divulgados em 1992.

Logo após o COBE, em menos de vinte anos, diversos outros projetos dedicados à obtenção de dados observacionais do universo foram realizados: em 1991, o Compton Gamma Ray Observatory mapeou as fontes de explosões de raios Gama no universo; em 1998, tivemos dois projetos, o High-z Supernova Search Team e o Supernova Cosmology Project, que mudaram a cosmologia moderna, provando que o universo está acelerando sua expansão, iniciando estudos observacionais sobre uma possível Energia Escura, de pressão negativa, que seria a responsável por esta aceleração atual; em 2000, tivemos o experimento BOOMERanG (que descobriu que o universo é plano e aprimorou medidas da RCF) e também demos início ao megaprojeto SDSS (Sloan Digital Sky Survey, que ainda hoje libera dados, explorando milhões de objetos a grandes distâncias de nós no universo, contribuindo para a compreensão da formação dos aglomerados e superaglomerados galáticos); em 2001, foi lançado o satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), que estimou com precisão jamais vista antes diversos parâmetros cosmológicos, a partir de um profundo e preciso estudo da RCF); em 2002, iniciou-se o projeto LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), que funcionou até 2010 e procurou detectar as fugidias ondas gravitacionais, previstas pela teoria de Einstein; em 2003, tivemos a finalização do “2dF Galaxy Redshift Survey” (um catálogo determinando a distância e a distribuição de mais de 200 mil galáxias, contribuindo enormemente para a compreensão da formação das grandes estruturas do universo); em 2009 foi lançado o satélite Planck (também estudando com uma precisão nunca antes alcançada a RCF, e que foi desativado apenas agora, em outubro de 2013, embora ainda leve alguns anos para se analisar todos os dados coletados); em 2012, foi iniciado o projeto Dark Energy Survey, que pretende, em cinco anos, estudar a fundo a aceleração do universo; para 2014, está prevista a releitura do antigo projeto LIGO (chamado de Advanced LIGO, ainda no encalço das fugidias ondas gravitacionais). ​

Na verdade, seria necessário quase um livro para enumerar as atuais frentes de pesquisa da cosmologia nos últimos vinte anos. Não citei os diversos catálogos de fontes de raio-X de aglomerados galáticos, nem os catálogos de Fração de Massa do Gás usados até hoje para estimar parâmetros cosmológicos; também nada falei sobre os catálogos de lentes gravitacionais em andamento; não citei nenhum dos avanços do LHC (Large Hadron Collider, que dentre outras coisas pretende descobrir um candidato para a subpartícula da Matéria Escura, e talvez ainda detectar indiretamente indícios de dimensões extras); também seria extenuante analisarmos as centenas de projetos gerados na Cosmologia Computacional, que através da simulação de N-Corpos desenvolvem catálogos de superaglomerados galáticos, e estudam sua evolução do Big Bang até os dias atuais.

Para os próximos cinco anos, temos ainda uma miríade de empreendimentos a serem realizados na Cosmologia Física: satélites novos a serem lançados, telescópios com tecnologia de ponta a serem construídos, melhoramentos sem precedentes na Cosmologia Computacional a serem implementados e muitas outras novidades... Não dá para citar tudo de uma vez. Estamos mesmo vivendo a Era de Ouro da Cosmologia.

Terra - O observatório espacial Planck foi desativado neste ano, após quatro anos e meio de atividade. Nesse tempo, quais foram suas maiores descobertas? O que ainda se pode esperar de dados futuros do Planck?
Lucio Marassi - O Planck representa um avanço imenso no mapeamento da Radiação Cósmica de Fundo (RCF), em relação ao mesmo mapeamento antes realizado por seu antecessor, o satélite WMAP. Ele tem muito maior sensibilidade e resolução do que o anterior. Com muito maior precisão, o Planck analisou as diminutas flutuações de temperatura da RCF, e essas flutuações, embora mínimas, representam padrões de irregularidades originais no universo. Podemos relacionar essas irregularidades de temperatura às irregularidades nas densidades de matéria, e portanto o mapa da RCF representa assim as sementes que, bilhões de anos depois, evoluíram nos aglomerados e superaglomerados de galáxias atuais.

Dos dados do Planck, podemos obter com maior precisão a idade do universo (agora estabelecida em 13,8 bilhões de anos), as quantidades mais precisas de matéria escura e de energia escura no universo, podemos testar os atuais modelos de inflação que mais combinam com a distribuição original da matéria, podemos igualmente indicar quais modelos cosmológicos combinam com os dados atuais da RCF (e descartar os modelos teóricos que não explicam tais dados), assim como estabelecer com grande precisão diversos parâmetros cosmológicos separadamente. Em 2014, serão liberados novos resultados que certamente irão marcar profundamente a cosmologia moderna. Enquanto por um lado o Planck tenha não só comprovado, mas melhorado, diversos resultados anteriormente já determinados por outros testes cosmológicos, ele apontou algumas conclusões novas e inusitadas, que ainda estão sendo discutidas no momento. Por exemplo, o valor da taxa de expansão do universo dada pelo Planck vai de encontro a todas as demais estimativas dos mais recentes testes cosmológicos independentes, e isso vai certamente gerar muita discussão.

Outro ponto em que o Planck certamente está inovando é no estudo da polarização da radiação cósmica de fundo. O estudo dessa polarização pode desvendar pistas de como o universo evoluiu do Big Bang até cerca de 380 mil anos depois (época aproximada da separação entre a radiação e a matéria, chamada pelos cosmólogos de época do desacoplamento, ou “última superfície de espalhamento”). Até recentemente, este período dos 380 mil anos iniciais de nosso universo não podia ser estudado observacionalmente por nenhuma via possível, e portanto o Planck trará muitas novidades em relação a esse período também.

Terra - A energia escura e a matéria escura ainda são hipóteses? Como se pode provar sua existência?
Lucio Marassi - O status da energia escura é bem diferente do status da matéria escura. A energia escura é um componente que precisa entrar no modelo teórico do universo, que chamamos “modelo cosmológico”, para permitir sua aceleração atual. Essa aceleração do universo foi descoberta observacionalmente em 1998 a partir do estudo das Supernovas Ia. A necessidade da existência de uma energia escura, para explicar a aceleração do universo, só é necessária se basearmos nossa Cosmologia na Teoria da Relatividade Geral de Einstein. Se, contudo, mudarmos a Teoria da Relatividade Geral, podemos teoricamente explicar o efeito observado da aceleração do universo sem a necessidade de um termo adicional de Energia Escura nas equações. Ou seja, usando a Relatividade de Einstein precisamos cogitar a existência de uma Energia Escura, que ocuparia cerca de 70% do universo, e que seria gravitacionalmente repulsiva (tendo pressão negativa); mas se desenvolvermos uma Relatividade Geral Modificada, podemos talvez explicar a aceleração do universo sem esse componente tão bizarro e esquisito. Mas teorias de gravidade modificada ainda estão sendo testadas observacionalmente, e nenhuma delas está nem perto ainda de ocupar o lugar de honra da Relatividade Geral original de Einstein. Portanto, a Energia Escura é a opção do momento para explicar as observações atuais do universo.

A matéria escura tem, contudo, uma posição bem mais sólida na Cosmologia atual. Em 1933, Fritz Zwicky apontou que os aglomerados galáticos deveriam ter mais massa do que sua massa luminosa observada (ele usou as observações e cálculos de conservação de energia cinética e potencial para chegar a essa conclusão). Na década de 1970, foram realizadas simulações computacionais que determinaram que, para os discos galáticos ficarem estáveis, eles precisavam de pelo menos 10 vezes mais massa do que tinham (essa massa seria distribuída esfericamente em torno das galáxias). Também nos idos de 1970, a cientista Vera Rubin estudou observacionalmente a Curva de Rotação de diversas galáxias espirais, e determinou que a massa visível das galáxias espirais não podia explicar esses gráficos; seria preciso uma enorme quantidade de “matéria invisível” envolvendo essas galáxias para explicar a saturação da Curva de Rotação observada. As observações das Lentes Gravitacionais (previstas pela teoria gravitacional de Einstein, onde a massa de aglomerados galáticos pode defletir a luz de objetos luminosos atrás deles), todas elas, mostram que a luz defletida contorna os aglomerados galáticos a uma apreciável distância dos mesmos, mostrando a silhueta de uma estranha distribuição de matéria invisível em torno dos aglomerados.

Temos ainda o caso maravilhoso do “Aglomerado Bala” (Bullet Cluster), que leva esse nome porque mostra um “choque” entre dois aglomerados galáticos, onde a figura resultante, junto ao gás aquecido em volta, forma a figura de uma bala de revólver; pois bem, em todas as simulações computacionais realizadas, o Bullet Cluster só adquire esta forma peculiar se assumirmos que cada um dos aglomerados teria em torno uma “matéria invisível”, esfericamente distribuída (o gás aquecido, visível a nossos olhos, arrasta-se claramente em direção ao centro de massa das duas esferas invisíveis de matéria escura, na colisão). Por fim, temos a evidência da Radiação Cósmica de Fundo, cujas observações só podem ser explicadas se considerarmos que o universo possui muito mais matéria do que a matéria bariônica, determinada pela nucleossíntese primordial. Juntando todas estas evidências, vemos que a Matéria Escura é um componente indispensável do universo, e possui diversas comprovações observacionais. Portanto o universo possui, sim, uma matéria escura, invisível, que envolve toda a galáxia e todos os aglomerados galáticos, e não interage com a radiação eletromagnética. É realmente um fantasma que nos envolve, está entre a gente e não vemos nem sentimos. E isso é praticamente uma certeza na Cosmologia Física.​

Terra - A matéria escura e a energia escura formam 96% do universo. Houve avanço recente em relação ao que se sabe sobre elas? Quais são, na sua opinião, projetos ou missões que poderão solucionar esses mistérios ou trazer mais "luz" à questão?
Lucio Marassi - Podemos grosseiramente estabelecer que o universo compõe-se de cerca de 4% de matéria bariônica (ou seja, prótons, nêutrons e elétrons, que compõem os elementos da Tabela Periódica, e que formam as estrelas, as galáxias, as nuvens de gás intergalático, e inclusive os planetas e nossos próprios corpos humanos). A matéria bariônica interage com a radiação eletromagnética (como a luz, as ondas de rádio, o microondas, a radiação ultra-violeta, os raios gama ou a radiação infra-vermelha). Portanto, como nossos corpos biológicos interagem com a radiação, toda nossa ciência evoluiu do contato com ela, e toda nossa tecnologia atual usa a radiação eletromagnética como base. Podemos seguramente dizer que toda nossa ciência, todo o nosso saber, toda a nossa compreensão filosófica do mundo baseia-se apenas em 4% de tudo o que existe no universo. Pense nisso.

Se acreditarmos que a Relatividade Geral de Einstein está correta (até hoje, é nossa melhor teoria da gravidade), então todas as atuais observações cosmológicas conjuntas estariam corretas: os dados das Supernovas Ia mostrando a aceleração do Universo; os dados da Radiação Cósmica de Fundo mostrando que o universo é plano topologicamente; as estimativas dinâmicas dos aglomerados galáticos vindas da conservação de energia e a Fração de Massa do Gás (dentre outros testes) mostrando que a matéria gravitante possui cerca de 30% do conteúdo total , etc. E se confiarmos em todas estas observações juntas, então podemos seguramente inferir que o universo possui cerca de 23% de Matéria Escura, cerca de 73% de Energia Escura, e apenas 4% de matéria bariônica (da qual somos formados). Portanto, o universo é praticamente todo invisível a nossos olhos, e formado de algo que não sabemos o que é, nem interage conosco de forma alguma. Isso é, de fato, impressionante.

Todos os projetos mencionados anteriormente por mim, na resposta à sua primeira pergunta, servem ao mesmo propósito, que é determinar do que é feito o universo e como o mesmo evoluiu do Big Bang até hoje. Alguns analisam apenas a cinemática (como os dados de Supernovas, que provam a aceleração do universo), outros analisam a geometria local do espaço-tempo (como os estudos das lentes gravitacionais, que estudam propriedades dos modelos cosmológicos a partir da deflexão da luz em volta de galáxias ou aglomerados galáticos), outros estudam a radiação residual do Big Bang que ainda nos envolve (como os satélites COBE, WMAP, e o Planck), mas todos em conjunto se combinam para formar o grande quadro que ora estamos desenhando.

Experimentos ou observações para tentar descobrir do que seria feita a Energia Escura ainda estão em estágio embrionário. Como disse antes, a Energia Escura tem um status bem mais hipotético, e depende do fato da Relatividade Geral ser exatamente a teoria perfeita da gravidade, ponto que está ainda em discussão. Além disso, somente notamos a influência da Energia Escura em escalas muito muito grandes, para que a aceleração do universo seja perceptível. Por fim, esse componente seria um tipo de energia, um campo, com propriedades antigravitacionais, nenhuma interação com a radiação eletromagnética, e pressão negativa. É de fato um componente bastante bizarro no universo, e detectá-lo está muito além de nossa tecnologia atual, baseada em sentir primordialmente a radiação eletromagnética.

Em relação à matéria escura, já citei várias evidências observacionais de sua existência real (dinâmica das galáxias, curva de rotação de galáxias espirais, o Aglomerado Bala, as Lentes Gravitacionais e a Radiação Cósmica de Fundo). Sabemos hoje que ela se distribui esfericamente em torno das galáxias e aglomerados galáticos, não interage com a matéria bariônica nem com a radiação eletromagnética. Ela possui massa e é gravitacionalmente atrativa. Também sabemos, baseados no espectro de potência das Estruturas de Grande Escala, que a partícula da matéria escura não pode se mover muito rapidamente (a velocidade dela deve ser muitíssimo menor do que a da luz, o que no jargão dos cosmólogos significa que ela seria “fria” – se a velocidade dela chegasse a frações apreciáveis da velocidade da luz, ela seria rápida, ou no nosso jargão, seria “Quente”). Ou seja, o universo é composto por Matéria Escura Fria.

Um bom candidato a Matéria Escura com todas as propriedades que citei veio da teoria de Supersimetria: uma subpartícula chamada teoricamente de “neutralino”. O LHC, o Grande Colisor de Hádrons, é um acelerador de partículas que talvez possa identificar partículas previstas nos modelos supersimétricos, e talvez detecte alguma com propriedades tais que possamos chamá-la de “neutralino”. Mas detectar o neutralino neste acelerador de partículas, apesar de ser um feito científico fantástico e que irá mudar o mundo da física de partículas, não significará ainda a descoberta definitiva da Matéria Escura. Para isso a assinatura desse neutralino deveria ser identificada também em algum lugar do universo. Ou seja, isso não será tarefa fácil, pode ter certeza.

Terra - O que são aglomerados e superaglomerados galáticos?
Lucio Marassi - Quando temos de dezenas a centenas de galáxias aglomeradas em um certo local do universo, chamamos este conjunto unido de “aglomerado galático”. Quando temos milhares de galáxias juntas, geralmente assim formadas unindo em um certo local do universo vários aglomerados galáticos, chamamos esta estrutura gigante de “superaglomerados galáticos”. O universo em grande escala se assemelha a uma “esponja”, ou a “bolhas de sabão”, onde tridimensionalmente vemos grandes regiões vazias, sem nada (chamadas de “vácuo”), e filamentos em volta, ligando-se entre si, que são os aglomerados ou superaglomerados galáticos. Já vi quem descrevesse o universo em grande escala como semelhante à estrutura dos neurônios no cérebro. Sabemos hoje, pelas observações cosmológicas, que o universo desenvolveu-se das pequenas para as grandes estruturas. Ou seja, primeiro a matéria se aglomerou formando nuvens, depois estrelas; as estrelas se uniram gravitacionalmente formando galáxias; as galáxias se juntaram formando os aglomerados galáticos; e apenas recentemente (em termos cosmológicos) estamos presenciando a formação em grande escala dos superaglomerados galáticos.

Terra - O que suas pesquisas recentes sobre a distribuição original de massa no universo revelaram?
Lucio Marassi - Tenho estudado nos últimos anos exatamente como aquelas irregularidades que eu descrevi na Radiação Cósmica de Fundo foram distribuidas, no início do Universo.
Após o Big Bang, durante frações ínfimas de tempo, o Universo era composto pelo Campo Ínflaton (um campo escalar que promoveu o breve, mas impactante, período da Inflação Cósmica, quando o universo se esticou de nada até praticamente todo o tamanho que possui atualmente). As granulações quânticas do campo ínflaton, após a mudança de fase, transformaram-se em matéria e energia. A distribuição da densidade de matéria no início do Universo, portanto, seguiu a assinatura original das granulações do Campo Ínflaton. Dessa distribuição original de densidade de matéria, o Universo seguiu expandindo e interagindo gravitacionalmente. Regiões de mais densidade atraíram cada vez mais matéria em volta; regiões de pouca densidade foram com o tempo perdendo mais e mais matéria para as regiões de mais atração. Assim, regiões de mais matéria cada vez aglomeravam mais massa, e regiões de vazio cada vez ficaram mais vazias, e isso se processou por 13,8 bilhões de anos, grosseiramente falando, formando assim todo o quadro dos aglomerados e superaglomerados galáticos do Universo atual.

Existe um método analítico para estudarmos essa evolução das grandes estruturas do universo. Chama-se Função de Massa dos Aglomerados Galáticos. Foi desenvolvido por Press e Schechter em 1974, e embora tenha sido concebido para estudar apenas o início da formação de estruturas, ele pode misteriosamente ser usado sem problemas para tratar toda a evolução, até os dias atuais. Durante as últimas décadas, o aprimoramento das observações e das simulações de N-Corpos obrigou os pesquisadores a ajustar e alterar o método original de Press-Schechter. Inúmeras propostas foram elaboradas, algumas sendo apenas meras curvas de ajuste numérico da Função de Massa, sem sentido físico, outras são propostas baseadas em aglomerados oblatos, e não esféricos, etc. Mas a imensa maioria das propostas não resolveu um grave problema do método original de Press-Schechter: ele só conta metade de toda a massa que deveria ser ligada gravitacionalmente no universo! Para resolver o problema, a maioria das curvas de Função de Massa propostas atualmente apenas multiplica o resultado pelo número 2, para normalizar corretamente o processo (esse foi, aliás, a solução original do próprio Press e Schechter para o problema em questão).​

Há propostas de função de massa que corrigem esse problema sério de normalização, mas todas elas adotam procedimentos matemáticos, analíticos e/ou numéricos, que de longe afastam o método da beleza e da simplicidade original de Press e Schechter. Quanto maior a complexidade do processo, menos se vislumbra a física por trás, e mais se permitem ajustes espúrios e questionáveis.

Dito tudo isso, descobrimos recentemente uma forma de explicar a distribuição original do campo de densidades de matéria (que posteriormente gerou toda a estrutura em grande escala que vemos hoje), que gera uma Função de Massa de Aglomerados Galáticos totalmente normalizada, sempre, e apenas obedecendo aos critérios simples originais de Press e Schechter. A única modificação real que fizemos foi alterar a distribuição Gaussiana (ou seja, aleatória), adotada originalmente por Press e Schechter, por uma distribuição de matéria não-Gaussiana (ou seja, um tanto menos aleatória). O resultado ficou extremamente satisfatório. Já foi publicado um artigo com o resultado teórico, mostrando nossa proposta de função de massa, e estou no momento preparando novo artigo comprovando que a função de massa proposta consegue explicar os atuais dados observacionais cosmológicos com bastante êxito, sendo portanto uma alternativa válida e eficaz para explicar de fato como o universo teria sido formado.

Mostramos neste artigo em preparação que a nossa proposta da distribuição original do campo de densidades do universo explica os recentes dados do satélite Planck e os dados de 3 e de 5 anos do satélite WMAP, em conjunto com dados de aglomerados em raio-X.

Não pretendo com o artigo em preparação dizer que esta é a forma como a matéria foi de fato distribuída no início de tudo. Claro que não. Mas é uma proposta, e acho que é uma boa proposta, que merece ser estudada com calma, pois corrige um sério problema do método original de Press-Schechter (a normalização), e mantém a física simples, o que é fundamental.

Terra - O universo está mesmo se expandindo? O que isso quer dizer, na prática? E como a distribuição original de massa se mantém nesse caso?
Lucio Marassi - Pelos dados recentes do WMAP e do satélite Planck, o universo teria topologia plana, o que cinematicamente falando dita que ele está se expandindo a uma taxa constante, e seguiria assim praticamente para sempre. Mas de acordo com os dados das Supernovas Ia (de 1998 até os mais recentes), o universo sofreu recentemente uma aceleração de sua taxa de expansão padrão. Como nada sabemos sobre a Energia Escura, de acordo com o tipo de Energia Escura possível, esta aceleração poderia ser continuada, aumentar, ou parar (caso este componente sofra uma mudança de fase futura). No atual momento, diversos modelos cosmológicos estão sendo exaustivamente testados com os dados observacionais e numéricos, que cada dia aumentam mais e mais. Será apenas uma questão de tempo até elegermos os melhores modelos, e descartarmos a maioria esmagadora das demais proposições.

Pragmaticamente, hoje, podemos afirmar que o modelo cosmológico teórico que melhor explica os atuais dados observacionais e numéricos seria o modelo LCDM (Lambda Cold Dark Matter), onde o universo seria plano (expandiria a uma taxa constante), mas teria um componente de energia escura na forma de uma constante (a constante Lambda, no caso), e uma Matéria Escura Fria, mais a bariônica, seriam as que formariam as grandes estruturas atuais (aglomerados e superaglomerados de matéria). Baseado neste modelo, durante as próximas dezenas de bilhões de anos, o universo continuaria expandindo, e a matéria se comportaria como se comportou até agora, desde o Big-Bang: ela irá se diluir cada vez mais à medida que o volume do espaço-tempo aumentar. ​

Terra - Pelo que se sabe hoje, o universo é finito ou infinito?
Lucio Marassi - A palavra de Einstein ainda ecoa entre nós. O universo seria finito, mas sem fronteiras. Ou seja, imagine uma formiga andando em cima de um globo terrestre. Para a formiga ela jamais consegue achar os limites do globo, porém ele é limitado. Para completar, se o Universo é tudo o que existe por definição, o que haveria fora dele para nós? Lembrando que nossa existência baseia-se no espaço-tempo gerado pelo próprio universo desde o Big Bang. Se ele criou todo o espaço e todo o tempo que concebemos, não dá para nosso cérebro e lógica saber o que estaria fora disso, pois isso é tudo o que existe e onde existimos.

Terra - Na sua linha de pesquisa, é possível acreditar em "Deus"?
Lucio Marassi - Depende de como se definiria o conceito desse “Deus”. Cada pessoa tem uma percepção diferente. Conheço amigos que estudam cosmologia e são católicos, outros que são evangélicos. Alguns cosmólogos que conheci são ateus, ou agnósticos. Conheci, no entanto, alguns poucos que possuem uma religiosidade mais oriental, que poderia ser definida como “religiosidade cósmica”. Acho que faço parte do último grupo. Acredito que a religião ou a religiosidade é uma necessidade humana, pois somos seres conscientes de nossa mortalidade, e estamos sempre buscando um sentido para a vida, e idealmente uma sobrevivência a ela. A Cosmologia é um caminho para compreendermos melhor o universo e nosso papel nele, mas não devemos misturar fé e razão. Podemos ter os dois, no entanto, desde que saibamos bem a diferença entre as duas.

Terra - Como você vê a evolução da cosmologia?
Lucio Marassi - Como disse no início, estamos em plena Era de Ouro da Cosmologia. Tudo relacionado ao universo, sua origem e sua evolução, é assunto extremamente excitante, e está mexendo com a cabeça de todos, leigos, curiosos ou. Nos congressos e seminários, são discutidos Universos Paralelos, paradoxos vinculados a viagens temporais, dimensões extras, wormholes que poderiam ligar partes de nosso Universo entre si, ou nosso universo a outro, são discutidos Matéria Escura, Energia Escura, Componentes de Energia Fantasma (um tipo especial de Energia Escura que teria “energia negativa”), dinâmica futura do universo... Todos esses temas citados até agora, há pouco mais de vinte anos atrás, eram alvo apenas de escritores de ficção científica (e apenas dos mais ousados)... Hoje tudo isso é ciência. O que o futuro breve nos revelará?

Você me perguntou sobre religião anteriormente. Eu prevejo que a Cosmologia estará em breve abrindo portas mais audazes do que qualquer filosofia religiosa jamais ousou ir até hoje. Não me surpreenderia se a religião do futuro for baseada na lógica e na razão, mas amplamente esticadas em conceitos de dimensões extras, matérias invisíveis e universos Paralelos. Quando tivermos uma tecnologia que explore tudo o que hoje apenas ousamos cogitar teoricamente, que mundo maravilhoso teremos!