Teoria da matéria escura pode estar errada

Galáxias anãs ao redor da Via Láctea são menos densas do que deveriam se tivessem matéria escura fria

As previsões dos cientistas sobre a misteriosa matéria escura que supostamente compõem a maioria da massa do universo poderão ter ser revistas. Pesquisas sobre galáxias anãs sugerem que elas não podem surgir da maneira que surgem se a matéria escura existir na forma que o modelo mais comum exige. A teoria atual afirma que cerca de 4% do universo é composto de matéria normal – o material de estrelas, planetas e pessoas – e cerca de 21% de matéria escura. O restante é composto do que é conhecido como energia escura, um componente hipotético do universo muito menos compreendido, que pode explicar a sua expansão cada vez maior. 

As melhores ideias dos cientistas para a formação do universo são o chamado “modelo cosmológico padrão”, ou lambda-CDM – que prevê partículas elementares na forma de matéria escura fria (CDM). Acredita-se que estas partículas de CDM tenham se formado muito cedo na história do universo, cerca de um milionésimo de segundo após o Big Bang. A existência delas ainda não foi comprovada, pois são extremamente difíceis de detectar – não podem ser “vistas” no sentido tradicional, e se existem, interagem muito raramente com a matéria que conhecemos. 

Desde então, foram levantados dados que sugerem que a compreensão da formação e da composição do universo está incompleta. E esta possibilidade vêm de uma fonte improvável: galáxias anãs, um pequeno arco do que rodeia a nossa Via Láctea. Na teoria, essas galáxias anãs são majoritariamente constituídas por matéria escura e contêm apenas algumas estrelas. Sua obscuridade fez com que fosse difícil estudá-las no passado. Porém, foram criadas simulações de computador para visualizar como as galáxias anãs são formadas, usando as suposições sobre a CDM. 

A equipe envolvida descobriu que os resultados finais destas simulações não correspondem a tudo o que observamos. Os modelos mostraram muitíssimas galáxias ainda mais pequenas em torno da Via Láctea, enquanto que na realidade elas estão em menores quantidades e são galáxias anãs maiores. Existem duas possibilidades igualmente perturbadoras: uma ideia é de que na realidade mais galáxias anãs foram formadas, assim como na simulação, mas houve violentas explosões de supernovas que mudou radicalmente essas estruturas. A outra alternativa para as discrepâncias entre os dados modelados e a realidade é muito mais preocupante: o CDM não existe e as previsões do modelo-padrão relativas a ele são falsas. 

Mas ainda existe esperança: pesquisadores acreditam ter encontrado uma solução para o problema da CDM. Ao invés de matéria escura “fria” que se formou dentro do primeiro milionésimo de segundo após o Big Bang, o universo pode ser preenchido com a matéria escura quente (WDM). A WDM teria se formado mais tarde, até minutos após o Big Bang e pode ser descrita como “morna”, já que as partículas seriam mais leves e mais energéticas. Quando simulações de formação de galáxias são executados com a WDM, as galáxias anãs tem a mesma estrutura que observamos na realidade. A solução é extremamente elegante e, para a alegria dos cientistas de plantão, o modelo padrão ainda pode ser útil. 

Mas se toda a matéria escura é quente e não fria, isso representa outros grandes problemas para as tentativas atuais de detectá-la.  Se WDM é a matéria escura que mantém as galáxias juntas, logo nas fases mais precoces do universo, o telescópio não vai ver nada porque a WDM e as galáxias que a acompanham ainda não teriam se formado. Ainda não há nenhuma prova definitiva de que a teoria da matéria escura necessita de uma mudança de paradigma. Quem sabe nos próximos meses não tenhamos uma resposta? 

Fonte: BBC