Durante décadas, os cientistas estiveram presos num jogo cósmico de esconde-esconde com a matéria escura, a substância invisível que constitui 85% da massa do Universo. Novas pesquisas sugerem que as regras deste jogo podem estar totalmente erradas. O modelo padrão assume que a matéria escura é “fria”, o que significa que suas partículas se movem lentamente. Mas um conjunto crescente de evidências sugere que ele pode ter nascido “quente”, movendo-se a velocidades próximas da da luz. Se for verdade, esta descoberta poderá derrubar teorias estabelecidas sobre como as galáxias se formaram e remodelar a nossa compreensão dos primeiros momentos do Universo.
O quebra-cabeça da matéria escura
A matéria escura é notoriamente difícil de estudar porque não interage com a luz. Isto significa que não podemos vê-lo diretamente, apenas inferir a sua existência através dos seus efeitos gravitacionais na matéria visível. Isso também torna impossível ser composto da mesma matéria que os objetos do cotidiano (elétrons, prótons, nêutrons), que interagem com a luz. Apesar de constituir cinco vezes mais matéria do que tudo o que podemos ver, a matéria escura permanece um mistério.
A teoria principal há muito favorece a matéria escura fria (MDL), partículas que se movem lentamente o suficiente para se aglomerarem e semearem a formação de galáxias. Mas este modelo não é perfeito; certas observações desafiam suas previsões. É aí que entra a hipótese da matéria escura “quente”.
Uma história de origem mais quente
A nova pesquisa propõe que a matéria escura pode ter se originado logo após o Big Bang, durante um período denominado reaquecimento pós-inflacionário. Esta foi uma era caótica em que o universo se expandiu rapidamente, convertendo energia numa sopa quente e densa de partículas. Se a matéria escura tivesse nascido neste ambiente, poderia ter se movido incrivelmente rápido.
A chave é que mesmo a estas velocidades, a matéria escura poderia ter arrefecido o suficiente para se comportar como a versão “fria” que esperamos. Este processo, denominado “desacoplamento”, permitiria que eventualmente se aglomerassem e conduzissem à formação de galáxias.
Revivendo Antigos Candidatos
Esta descoberta também pode reviver um candidato há muito rejeitado à matéria escura: o neutrino de baixa massa. Décadas atrás, essas partículas foram descartadas porque se pensava que se moviam muito rápido para permitir a formação de galáxias. Mas se nasceram com calor e depois esfriaram, afinal poderiam ter desempenhado um papel crucial na formação da estrutura.
“O neutrino tornou-se o principal exemplo de matéria escura quente… É surpreendente que um candidato semelhante, se produzido no momento em que o universo quente do Big Bang estava a ser criado, pudesse ter arrefecido até ao ponto em que, de facto, agiria como matéria escura fria,” disse Keith Olive, investigador envolvido no estudo.
Testando a Teoria
A equipe agora planeja testar suas ideias por meio de experimentos na Terra, usando aceleradores de partículas e buscando evidências no universo primitivo. Se for bem-sucedido, isso poderá revelar uma imagem mais clara dos primeiros momentos do universo.
“Com as nossas novas descobertas, poderemos conseguir aceder a um período da história do Universo muito próximo do Big Bang”, disse Yann Mambrini, outro investigador do projeto. A caça à matéria escura está longe de terminar, mas esta nova linha de investigação poderá finalmente aproximar-nos da resolução de um dos maiores mistérios da cosmologia.
Em última análise, a descoberta da matéria escura quente não só revelaria a verdadeira natureza desta substância indescritível, mas também forçaria os cosmólogos a reavaliar a sua compreensão fundamental da evolução do Universo.
