Segundo a NASA o Hubble conseguiu fotografar uma estrela a 12 biliões de anos luz. Entendo que essa luz demorou os tais 12 biliões de anos até chegar até nós. O que não entendo é como chegamos a essa distância se um bilião de anos antes da emissão todos estavamos no mesmo local? Será que viajamos mais rápido do que a luz?
A idade atual do Universo é relativamente bem conhecida a partir das observações. São cerca de 13.8 biliões de anos (este valor sendo um valor medido tem sempre um erro associado, contudo esse erro ainda há não muitos anos era muito superior ao que é atualmente). A luz da estrela em questão viajou durante 12.9 biliões de anos até atingir a Terra (segundo anunciado pela NASA: "Record Broken: Hubble Spots Farthest Star Ever Seen", [https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/record-broken-hubble-spots-farthest-star-ever-seen]. Isto significa que quando a luz que estamos a captar agora abandonou essa estrela a idade do Universo era de "apenas" 0.9 biliões de anos:
13.8 - 12.9 = 0.9 (*)
Isto não quer dizer que estivemos a correr à frente da luz dessa estrela este tempo todo. A estrela estava num dado ponto do Universo bastante distante do ponto onde hoje está o Sistema Solar. Isso por si só já seria o bastante para a demora na chegada da luz até nós. Estando o Universo em expansão a demora foi ainda um pouco superior. A luz vinha a caminho mas ao mesmo tempo o ponto onde estamos atualmente afastava-se (embora a uma velocidade inferior à da luz) até que essa luz acabou por nos apanhar.
O Universo tinha apenas 0.9 biliões de anos de idade quando a luz saiu da estrela. Parece uma idade pequena quando a comparamos com os 13.8 biliões de anos de idade que o Universo tem atualmente. Mas não é bem assim. De facto o Universo nesta fase já tinha uma idade e tamanho consideráveis.
A radiação cósmica de fundo de micro-ondas que preenche todo o Universo (e funciona como uma assinatura do Big Bang) está a viajar livremente desde que o Universo tinha a idade de 380 000 anos (muito menos do que os tais 0.9 biliões anos, de facto 380 000 anos = 0.00038 biliões de anos). Ao atingir a idade de 380 000 anos já muita coisa havia ocorrido no Universo.
Note-se que talvez a forma mais adequada para comparar as idades do Universo em tempos distintos não será fazendo uma subtração como fizemos acima em (*) mas sim relacionando os valores entre si:
13.8/0.9 = 15.3
Isto significa que o Universo é atualmente 15.3 vezes mais velho do que era quando a luz abandonou a referida estrela.
Se compararmos a idade atual do Universo com os tais 380 000 anos obtemos:
13.8/0.00038 = 36316
O Universo é, assim, 36316 vezes mais velho do que era quando se libertou a chamada radiação cósmica de fundo (muito mais do que os 15.3 do exemplo anterior).
Em relação à questão de partirmos de um ponto comum no passado, isso aconteceu (de acordo com a Teoria do Big Bang) num passado muito anterior ao da formação das primeiras estrelas. O modelo atualmente aceite para o Universo inclui uma fase de Inflação que durou breves instantes, mas durante a qual o Universo aumentou o seu tamanho exponencialmente (para mais detalhes consultar "Da Relatividade Geral à Cosmologia Contemporânea").
Segundo o modelo da inflação aquilo a que chamamos Universo é algo MUITO maior do que o chamado Universo Observável. No eixo horizontal da Figura 1 temos o tempo (idade do Universo) representado em segundos. Quando falamos da formação de estrelas ou galáxias, mesmo as mais distantes, estamos a falar de coisas que aconteceram bem junto do lado direito do gráfico da figura (depois dos 10^15 segundos, cerca de 0.03 biliões de anos).
Fig. 1 - O Universo começa por ser muito pequeno com todas as suas regiões em contacto entre si, depois o seu tamanho é inflacionado durante breves instantes para depois continuar a sua expansão normal. As primeiras estrelas só se formam por volta dos 10^15s.