Um "mundo espelho" para explicar o mistério da matéria escura

 O universo ainda esconde muitos mistérios, e entre eles, a matéria escura continua sendo um dos mais intrigantes. Essa substância invisível compõe a maior parte da matéria cósmica, influenciando a rotação das galáxias e a estrutura em larga escala do cosmos, sem que ninguém saiba exatamente do que ela é feita. 

Um trabalho recente do professor Stefano Profumo, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, lança nova luz sobre suas possíveis origens, com base em teorias físicas bem estabelecidas, porém complexas.

Em um primeiro estudo publicado na Physical Review D , Profumo explora a hipótese de um "setor oculto" do Universo, uma espécie de mundo espelho com suas próprias partículas e forças, invisível para nós, mas obedecendo às mesmas leis físicas.

Inspirado pela cromodinâmica quântica, que descreve como os quarks são ligados a prótons e nêutrons, este cenário postula a existência de "quarks escuros" e "glúons escuros" formando partículas compostas massivas. Sob certas condições primordiais, estes poderiam colapsar gravitacionalmente em buracos negros minúsculos e estáveis, explicando assim a matéria escura sem a necessidade de novas partículas exóticas detectáveis.

Um segundo estudo do mesmo autor, também publicado na Physical Review D , analisa um mecanismo diferente: a produção de matéria escura pela expansão acelerada do Universo primitivo. Profumo usa a teoria quântica de campos em espaço-tempo curvo para mostrar que o horizonte cósmico , análogo ao de um buraco negro , poderia ter "irradiado" partículas estáveis ​​durante uma fase de rápida expansão.

Esta abordagem puramente gravitacional não se baseia em nenhuma suposta interação com a matéria comum e oferece uma gama de massas possíveis para a matéria escura, enriquecendo modelos convencionais sob pressão diante de resultados experimentais negativos.

Essas duas teorias, embora especulativas, fazem parte de uma tradição de pesquisa na UC Santa Cruz, onde a interconexão entre teoria e observação é há muito valorizada. Profumo enfatiza que eles permanecem ancorados na física conhecida, como as teorias de gauge ou a relatividade geral , ao mesmo tempo em que abrem novas perspectivas para a ligação da física de partículas a fenômenos cosmológicos.

As implicações deste trabalho podem ser profundas, oferecendo estruturas testáveis ​​para futuras observações cosmológicas e experimentos de física de altas energias. Ao explorar ideias ousadas, mas calculáveis, o pesquisador espera avançar nossa compreensão do Universo escuro, sem recorrer a hipóteses ad hoc, respeitando os princípios fundamentais da ciência.

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