Este novo modelo conecta matéria escura e inflação cósmica

O mistério da matéria escura, essa matéria invisível que comporia cerca de 80% do Universo, parece tomar um rumo inesperado. E se sua origem não estivesse ligada à fase quente do Big Bang, mas sim à inflação cósmica, aquele período de expansão exponencial fulminante? 

Linha do tempo do Universo - Imagem Wikimedia

De acordo com um estudo publicado na Physical Review Letters, pesquisadores texanos propuseram um novo modelo chamado WIFI (Warm Inflation via ultraviolet Freeze-In). Este modelo explora um mecanismo pelo qual a matéria escura seria produzida durante a inflação, antes da fase de "re-aquecimento", quando as partículas elementares surgiram.

O modelo WIFI baseia-se na ideia de que a matéria escura poderia surgir a partir de interações sutis e raras entre o campo inflaton e partículas em um ambiente de alta energia. Diferentemente dos cenários clássicos de "congelamento químico" (freeze-out ou freeze-in), aqui a matéria seria criada durante essa fase de inflação cósmica.

A inflação, teorizada há cerca de 45 anos, explica por que o Universo visível é homogêneo e isotrópico ao mesmo tempo em que está em expansão. Esse período viu o Universo crescer por um fator inimaginável, 1026, em 10-36 segundos.

No entanto, produzir matéria durante essa fase apresenta um desafio: a própria expansão dilui quase tudo. Mesmo assim, o modelo WIFI propõe que a radiação, gerada pelo campo inflaton, poderia ter produzido partículas de matéria escura por meio de um mecanismo chamado ultraviolet freeze-in.

Esse modelo é ainda mais intrigante porque pode ser verificável. Experimentos planejados para a próxima década sobre o fundo cósmico de micro-ondas poderão detectar assinaturas de uma inflação chamada "quente", um ponto central do modelo WIFI. Se confirmado, isso abriria o caminho para novas teorias sobre a origem da matéria escura.

Ampliando suas perspectivas, os autores sugerem que esse mecanismo também poderia explicar o surgimento de partículas que desempenharam papéis-chave na evolução do Universo primitivo. Isso demonstra que o modelo WIFI vai muito além da simples matéria escura.

Se a matéria escura foi produzida durante a inflação, então sua origem precederia o momento em que as primeiras partículas do modelo padrão se formaram. Uma perspectiva que transforma nossa compreensão do cosmos.

Fonte: techno-science.net