Dando asas à informação

O que é matéria escura?

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Se você é interessado por ciência e espaço, certamente já ouviu pelo menos uma vez o termo “matéria escura”.

Nosso universo é cheio de mistérios. Por mais que nós, seres humanos, sejamos os animais mais evoluídos e inteligentes do planeta, ainda não conseguimos desvendar todos os seus quebra-cabeças. Pode parecer paradoxal dizer isso na era do excesso de informação, mas a verdade é que sabemos muito pouco sobre tudo.

A composição do universo

Somos menos que grãos de areia comparados à imensidão do universo. E, assim como os grãos de areia, somos feitos de átomos e outras partículas que possuem massa, o que os cientistas chamam de matéria (tudo que ocupa espaço e possui massa de repouso, ou massa invariante). É um termo geral para a substância da qual todos os objetos físicos consistem. Essa matéria “normal” é o que compõe os animais, a natureza, as estrelas, os planetas, etc.

Dito isso, você poderia concluir, então, que o universo todo é feito de matéria. O problema é que os cientistas sugerem que apenas 5% do universo é constituído dessa matéria.

Então do que são feitos os 95% restantes?

A teoria mais aceita, hoje em dia, é de que a matéria escura e a energia escura respondam por pelo menos 95% de nosso universo. Porém, elas não podem ser vistas e nunca foram “encontradas” (detectadas): só sabemos de sua existência por meios indiretos, ou seja, através da observação de seus efeitos e da dedução de suas propriedades a partir deles.

Matéria escura

A matéria escura foi proposta nos anos 1930 por Fritz Zwicky para explicar a diferença entre a massa gravitacional e a massa luminosa de aglomerados de galáxias.

A massa gravitacional de um objeto é determinada pela medida da velocidade e raio da órbita de seus satélites, um processo igual à medição da massa do sol usando a velocidade e distância radial dos planetas.

A massa luminosa é determinada pela soma de toda luz, convertendo este número em uma estimativa de massa, baseada na nossa compreensão sobre como as estrelas brilham. Esta comparação indica que a energia na matéria luminosa contribui com menos de 1% da densidade média de energia do universo.

Isso leva a conclusão de que existe mais matéria nas galáxias que não emite luz. No entanto, as evidências indicam que há um limite máximo para a matéria normal (aquela feita de átomos) presente no universo. Através da medição da radiação cósmica de fundo, por exemplo, pesquisadores apontam que no máximo 5% da densidade de massa-energia do universo e 20% da massa dos aglomerados estão na forma de átomos.

Então, o restante deve ser composto do que os cientistas chamaram de matéria escura (porque não emite luz).

Detecção complicada

Muitos físicos e astrônomos acham que a matéria escura é provavelmente uma nova partícula que ainda não foi detectada em aceleradores de partículas ou em raios cósmicos. Para ser uma partícula, ela tem que ter bastante massa, provavelmente mais que um nêutron, e interagir muito fracamente com a matéria normal, de forma a dificilmente reagir produzindo luz.

O protótipo do candidato é algo parecido com um neutrino, só que todos os tipos de neutrinos conhecidos são muito leves e muito raros para explicar a matéria escura.

É especialmente difícil detectá-la porque ela não pode ser vista através de telescópios. Como não emite nem reflete luz, não brilha como uma estrela, por exemplo. Basicamente, os cientistas não podem vê-la, apenas imaginar onde ela está com base nos efeitos gravitacionais que realmente podem ver.

Ou seja, essa forma postulada de matéria só interage gravitacionalmente (ou interage muito pouco de outra forma) no nosso universo e sua presença pode ser inferida a partir de seus efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, como estrelas e galáxias.

E como a matéria escura afeta essa matéria visível? Aparentemente, ela é responsável por essas estruturas – é a matéria escura que “segura” estes objetos imensos, como aglomerados de galáxias, juntos, não deixando que se desfaçam.

Com as melhores estimativas que temos atualmente, cientistas apontam que o universo deve possuir cerca de 4,3% de matéria normal, 24% de matéria escura e 71,6% de energia escura.

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Enquanto a matéria escura é usada para explicar uma atração gravitacional maior do que a esperada, a energia escura é usada para explicar uma atração gravitacional negativa. A energia escura é vista como responsável pela aceleração cósmica, e equipes internacionais de astrônomos estão trabalhando para refinar a medida desta aceleração.

Vale lembrar que, por não termos sido capazes de detectar oficialmente as matéria e energia escuras, as teorias atuais ainda podem mudar. Alguns pesquisadores questionam se esses fenômenos podem mesmo ter uma explicação gravitacional. Uma possibilidade para esclarecer a bizarrice que vemos no universo pode ser que as leis da gravidade sejam diferentes do que desenhou a teoria de Einstein.

No entanto, ainda nos mantemos fiéis a ela porque, até hoje, a teoria da relatividade não falhou em nenhum teste. Além disto, novas imagens de aglomerados de galáxias revelaram um comportamento que é inconsistente com teorias gravitacionais alternativas, o que mais uma vez indica que a matéria escura existe e está ali.

Sendo assim, por enquanto, não há outra explicação para os efeitos que observamos: a matéria escura e a energia escura são reais.[HypeScience, Wiki 1 e 2, HSW-UOL, MundoEstranho]

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