A matéria escura é mais antiga até que o Big Bang?

A matéria escura é um dos mistérios mais intrigantes da física moderna. Pesquisadores acreditam que cerca de 80% da massa do universo é composto pela matéria escura. O que exatamente é e como veio a ser é um mistério são os principais pontos de um novo estudo da Universidade Johns Hopkins.

O estudo apresenta uma nova ideia de como a matéria escura nasceu e como identificá-la por meio de observações astronômicas. Outro fator importante levantado no estudo é que a matéria já existia bem antes do Big Bang.

De acordo com Tommi Tenkanen, autor do estudo, “acredita-se que há uma nova conexão entre física de partículas e astronomia”. Para o pesquisador, “se a matéria escura consiste em novas partículas que nasceram antes mesmo do Big Bang, as mesmas afetam a maneira como as galáxias são distribuídas no céu de uma maneira única”.

Embora não se saiba muito sobre sua origem, a matéria escura desempenha um papel crucial na formação de galáxias e aglomerados de galáxias. Essa conexão pode ser usada também para revelar sua identidade e trazer novas informações sobre os tempos antes do Big Bang também.

Embora não sejam diretamente observável, o pesquisador explica que a matéria escura existe porque a matéria visível se move e se distribui no espaço, tudo devido a efeitos de gravitacionais.

O estudo também elimina o fato da matéria escura ser uma substância remanescente do Big Bang. “Se a matéria escura fosse realmente um remanescente do Big Bang, os pesquisadores já deveriam ter visto um sinal direto da matéria escura em diferentes experimento”, explica o pesquisador.

Fatos

Usando uma estrutura matemática nova e simples, o estudo mostra que a matéria escura pode ter sido produzida antes do Big Bang, durante uma era conhecida como inflação cósmica. O termo é usado para definir o momento em que o espaço se expandia rapidamente. Acredita-se que a expansão rápida leve à produção copiosa de certos tipos de partículas, que são conhecidas como escalares.

Até agora, apenas uma partícula escalar foi descoberta, a famosa bóson de Higgs. “Não sabemos o que é matéria escura. Porém, se estiver relacionada com partículas escalares, é possível que seja mais antiga que o Big Bang. Com o cenário matemático proposto, não precisamos assumir novos tipos de interação”, explica Tenkanen.

Embora a ideia, de que a matéria escura existia antes do Big Bang, não seja nova, outros teóricos não conseguiram apontar cálculos que apoiassem a ideia. O novo estudo mostra que os pesquisadores sempre negligenciaram o cenário matemático sobre as origens da matéria escura.

O novo estudo também sugere uma maneira de testar a origem da matéria escura. Além disso, aponta as assinaturas que a matéria escura deixa na distribuição da matéria no universo.

“Esse tipo de matéria escura é muito difícil de ser encontrada em experimentos com partículas. No entanto, ela pode revelar sua presença em certas situações astronômicas. Em breve saberemos mais sobre a origem da matéria escura quando o satélite Euclid for lançado em 2022. Será emocionante ver o que pode ser revelado sobre a matéria escura”.