O lado negro da cosmologia: Onde estão os outros 95% do Universo?

A energia escura compreende 69% da densidade de massa e energia do universo, a matéria escura é composto de 25% e, em matéria atômica "comum" torna-se 5%. Há outros componentes subdominantes observáveis: Três diferentes tipos de neutrinos compreendem pelo menos 0,1%, a radiação cósmica de fundo (CMB) faz-se 0,01%, e os buracos negros compreendem, pelo menos, 0,005%. Créditos: Hypescience.

Uma bela teoria: o modelo padrão da cosmologia descreve o universo usando apenas seis parâmetros. Mas também é estranho. O modelo prevê que a matéria escura e energia escura - duas entidades misteriosas que nunca foram detectadas diretamente- compõem 95% do universo, deixando apenas 5% composto da matéria comum, tão essencial para a nossa existência. Em um artigo na edição desta semana da Science, o astrofísico David Spergel analisa como os cosmólogos enxergam para ter certeza de que estamos rodeados de matéria e energia que não podemos ver. As observações de galáxias, supernovas, e da temperatura do Universo, entre outras coisas, levaram os pesquisadores a concluir que o universo é mais uniforme, mas está em expansão devido a um fenômeno intrigante chamado energia escura. 

A taxa de expansão está aumentando ao longo do tempo, contrariando a força de atração da gravidade. Esta última observação, diz Spergel, implica que se você jogássemos uma bola para cima, ela irá começar a acelerar para longe de você. Uma série de experiências para detectar a matéria escura e energia escura estão em andamento, e alguns pesquisadores já afirmaram ter encontrado partículas de matéria escura, embora os resultados são controversos. Novas descobertas esperadas nos próximos anos a partir do Large Hadron Collider, o mais poderoso acelerador de partículas do mundo, poderia fornecer evidências para uma teoria proposta, a supersimetria, que poderiam explicar as partículas escuras.

Parâmetros para descrever o universo

Idade do universo,

Densidade dos átomos,

Densidade da matéria,

Amplitude das flutuações iniciais,

Dependência destas flutuações à escala,

Época que se formaram as primeiras estrelas,

Mas explicar a energia escura, e por que o universo está se acelerando, é um problema mais difícil. Durante a próxima década, potentes telescópios ficarão online para mapear a estrutura do universo e detectar a distribuição da matéria ao longo dos últimos 10.000 milhões anos, oferecendo novos "faróis" a respeito da fonte de aceleração cósmica. No entanto, observações sozinhas provavelmente não são suficientes, de acordo com Spergel. A plena compreensão exigirá novas idéias em física, talvez até uma nova teoria da gravidade, possivelmente incluindo dimensões extras, escreve Spergel. 

"Nós provavelmente vamos precisar de uma nova ideia tão profunda de  como a relatividade geral para explicar esses mistérios."

Quando isso acontece, a nossa compreensão do lado negro da cosmologia deixará de acelerar para longe de nós.

Fontes: Mistérios do Universo
Phys.org  Revista Science