Ciência e Matemática

O que é matéria escura?

É a matéria que não reage com a matéria comum, nem com ela mesma. Conheça mais sobre a matéria escura.

De acordo com os astrofísicos, o universo é constituído por energia escura (70%) e matéria escura (26%). Todo o restante – estrelas, planetas, satélites, seres vivos, etc. – se fosse reunido em um único ponto, representaria apenas 4% do cosmos: é a chamada matéria bariônica.

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 Quase todo o universo é formado por energia e matéria escura, ainda indetectáveis para nossos

Quase todo o universo é formado por energia e matéria escura, ainda indetectáveis para nossos

Apesar de representar a quase totalidade do universo, no entanto, só conhecemos a sua existência por métodos indiretos: é a observação dos efeitos da matéria escura (e da sua contraparte, a energia escura). Com as informações coletadas, os cientistas tentam deduzir as suas leis e propriedades.

Primeiras observações

Matéria e energia escura foram propostas na década de 1930, pelo astrônomo suíço Fritz Zwicky, que desenvolveu a maior parte da sua produção acadêmica no Instituto de Tecnologia da Califórnia (EUA). O modelo teórico foi proposto para explicar a diferença entre a massa luminosa e a massa gravitacional de aglomerados de galáxias.

O professor chegou às suas conclusões ao concluir que a massa de algumas galáxias chega 400 vezes superior ao que sugeriam as estrelas observadas. Esta diferença é preenchida pela matéria escura – que, como se sabe, não é um “mero detalhe” na constituição do universo.

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A massa gravitacional é mensurada por dois fatores: a medida da velocidade e raio da órbita de seus satélites. O processo é idêntico para medir a massa do Sol. A massa luminosa é a conversão da soma do total de luz enviado. Este número é convertido em expectativa de massa, tomando como base os conhecimentos já acumularam sobre as estrelas.

Ela é considerada matéria e energia, apesar de ainda não haver uma definição completa, porque os estranhos compostos são dotados de força gravitacional – e esta é um a propriedade característica da matéria e energia que conhecemos.

Escudo protetor

Já é sabido que existe matéria na galáxias – e ela não emite luz. Evidências astronômicas indicam que há um limite máximo para a quantidade da matéria normal (constituída por átomos). A medição da radiação de fundo indica que o maior valor de densidade da massa/ energia e de cinco por cento. Os aglomerados de galáxias concentram 20% em forma de átomos.

Mas, exatamente, o que é a matéria escura? Os cientistas acreditam que ela seja formada por partículas atômicas ainda indetectáveis pelos aceleradores construídos na Terra, nem pelos raios cósmicos (que, na verdade, também são partículas – e não raios – dotadas de alta energia).

A definição é clássica: para ser matéria escura, ela precisa ser formada por partículas relativamente grandes (com massa superior à de um nêutron). Outra corrente de estudiosos, no entanto, acredita que a matéria escura seja formada por partículas infinitesimalmente pequenas – esta seria a explicação para a baixa densidade. A interação entre a matéria escura e a normal é muito fraca, o que impede que as reações consigam produzir energia luminosa.

Então, para que ela serve? O telescópio Hubble, da NASA (agência espacial dos EUA), em 2009, descobriu novas evidências de que as galáxias estão contidas e protegidas por halos de matéria escura, que não passa de uma forma invisível da matéria.

A descoberta foi possível com a observação do centro do aglomerado de galáxias Perseu (distante 250 milhões de anos-luz). O Hubble identificou um grande grupo de galáxias anãs, que permaneceram intactas, enquanto outras famílias de estrelas maiores, mas mais periféricas, estavam sendo despedaçadas pela força gravitacional de galáxias vizinhas.

As galáxias anãs estão entre os mais antigos grupos de estrelas do universo. Se nada conseguiu, até agora, destruí-las , é improvável que surja uma nova força. A proteção, portanto, vem de um tipo de matéria totalmente invisível aos nossos instrumentos mais avançados.

Matéria e energia reais

É importante considerar que a matéria escura não tem nenhuma relação com os buracos negros, grandes sugadouros espalhados pelo espaço, que absorvem toda a matéria e energia que está ao seu redor. Nem a luz, que viaja a 300 mil km/s, consegue escapar destes “comilões”. A massa escura é um importante componente do universo, provavelmente criada no momento do Big Bang.

A energia escura deve revelar, nas próximas décadas, alguns fatos que continuam intrigando os cientistas. A hipótese foi proposta em 1998, por um grupo de pesquisadores americanos. O estudo se fundamentou na observação da supernova SN 1997ap (uma supernova é um corpo celeste resultante da explosão de estrelas com massa dez vezes superior à do nosso Sol.)

Estudos do início do século XX

Os estudos deram novo alento à teoria da constante cosmológica (indicada pela letra grega lambda), formulada por Albert Einstein como uma alteração da Teoria Geral da Relatividade, mas abandonada pelo físico alemão, que não conseguiu conciliá-la com o conceito de universo estacionário.

O trabalho, que foi condecorado com o Prêmio Nobel de Física de 2011, indicou valores positivos tanto para a constante cosmológica, quanto para a expansão do universo, que, desta forma tende a dispersar toda a matéria e energia de que é formado, extinguindo-se em um futuro bastante remoto.

A confirmação da existência da energia escura deve demandar, nos próximos anos, a reformulação de alguns pontos das teorias de Einstein. Os estudos da radiação cósmica de fundo devem fornecer uma definição mais positiva. Alguns especialistas afirmam que, de acordo com o rumo das observações e pesquisas, pode ser necessário alterar nossos conceitos sobre gravidade.

Sabe-se que o universo está se expandindo em ritmo acelerado – e matéria e energia tornam-se mais rarefeitas na medida em que se aproximam da borda hipotética do universo.

No entanto, a Astronomia ainda não conseguiu entender o motivo desta aceleração. A teoria mais aceita atualmente é que a energia escura (que também ainda não foi detectada) a responsável pela ampliação do cosmos. Até os anos 1980, a comunidade científica acreditava que o universo estava se expandindo em menor velocidade. Hoje, a responsabilidade da energia escura é confirmada com quase 100% de certeza e precisão.

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