Matéria escura desaparecida explicaria mistério na física

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Em todas as teorias que tentam explicar o Universo (incluindo o que havia antes do Big Bang), um personagem é onipresente: a matéria escura. É ela a responsável por expandir o cosmos e, também, o ponto central de um mistério na física.

O cosmos está cada vez maior, mas não se consegue dizer quão o rapidamente; medições diferentes produzem resultados diferentes. A taxa de expansão é determinada pela constante de Hubble (H0) e ela varia segundo a Lei de Hubble, que diz que quanto mais uma galáxia está longe de nós, mais rápido ela se afasta.

Para calcularmos H0, podemos observar galáxias e medir o quanto elas se movem ou, então, fazer medições do fundo cósmico de micro-ondas (CMB), o eco do Big Bang que permanece no espaço, guardando informações sobre como ele se expandiu desde seu nascimento.

O CMB é um instantâneo da luz mais antiga do Universo, 380 mil anos após o Big Bang.O CMB é um instantâneo da luz mais antiga do Universo, 380 mil anos após o Big Bang.Fonte:  Agência Espacial Europeia/Divulgação 

Dois pesos e duas medidas

O mistério que ainda persiste é que, se você fizer as duas coisas, vai encontrar respostas diferentes. Nada explica por que os resultados são incompatíveis entre si – pelo menos até agora, graças ao cosmólogo e físico de partículas Dan Hooper, especializado em matéria escura, raios cósmicos e astrofísica de neutrinos.

Hopper é chefe do grupo de Astrofísica Teórica do Fermi National Accelerator Laboratory e professor associado de Astronomia e Astrofísica na Universidade de Chicago – onde lecionam também Nikita Blinov e Celeste Keith, coautores do trabalho publicado agora no repositório de artigos científicos arXiv.

Para o trio de cosmólogos, o Universo pode ter passado por mudanças profundas desde os primeiros momentos após o Big Bang, que originou tanto a massa visível quanto uma forma antiga de matéria escura, que terminou por se desfazer; ela seria, então, uma parte significativa da massa total do cosmos.

Mapa tridimensional que mostra a distribuição de matéria escura no Universo, a partir de observações do Telescópio Espacial Hubble.Mapa tridimensional que mostra a distribuição de matéria escura no Universo, a partir de observações do Telescópio Espacial Hubble.Fonte:  Agência Espacial Europeia/Divulgação 

Matéria primordial teria decaído

Se assim for, o fundo cósmico de micro-ondas se refere a uma taxa de expansão diferente, um valor ligado a uma matéria que não mais existe. Bilhões de anos depois, o que determinaria a constante de Hubble seria a massa atual do Universo.

O estudo não determina o que compõe a matéria escura perdida, mas sugere fortemente que ela pode ser feita de neutrinos estéreis, partículas fantasmagóricas teóricas que interagem fracamente com a matéria.

Outra suposição é no que a matéria escura primordial se transformou, já que, pelas leis da física, ela não pode deixar de existir; necessariamente, ela mudou para outra coisa. Se o produto final se distribuiu de outra forma pelo universo ou interagiu de maneira diferente com outras partículas do cosmos, isso mudaria a maneira como ele se expande.

Faltam métodos, sobram fadas

"Seríamos banhados por essa radiação escura do mesmo jeito que somos por neutrinos: uma inundação que preenche o espaço hoje de formas extremamente inertes de matéria", disse Hooper ao site LiveScience.

Por enquanto, os pesquisadores não têm métodos para investigar esse tipo de radiação oculta, então a ideia permanece como especulação. "Existem outras possibilidades. Essa é uma que, definitivamente, requer o menor número de fadas para se mostrar correta", brincou o cientista.

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