Matéria Escura Pode Ter Surgido Antes do Big Bang?

A matéria escura, que os pesquisadores acreditam seja responsável por cerca de 80% da massa do universo, é um dos maiores mistérios da astronomia, astrofísica, cosmologia, física, ou seja, da vida atual. O que ela é exatamente e como ela é continua sendo um grande mistério, e se esses mistérios não fossem o suficiente, surgiu um estudo agora, feito por físicos da Johns Hopkins University que sugere que a matéria escura possa ter existido antes do Big Bang.

O estudo foi publicado na edição de 7 de Agosto de 2019 da Physical Review Letters, e apresenta uma nova ideia sobre como a matéria escura foi criada e como identificar a matéria escura por meio de observações astronômicas.

“O estudo revelou uma nova conexão entre a física de partículas e a astronomia. Se a matéria escura consiste de novas partículas que nasceram antes do Big Bang, elas afetam a maneira como as galáxias são distribuídas no céu de maneira única. Essa conexão pode ser usada para revelar a sua identidade e nos trazer conclusões sobre o tempo antes do Big Bang também”, disse Tommi Tenkanen, um pesquisador de pós-doc em Física e Astronomia, na Johns Hopkins University e autor do estudo.

Embora não se saiba muito sobre a sua origem, os astrônomos têm mostrado que a matéria escura tem um papel crucial na formação das galáxias e dos aglomerados de galáxias. Apesar de não ser observada diretamente, os cientistas sabem que a matéria escura existe pelo seu efeito de gravitação em como a matéria visível se move e é distribuída no espaço.

Por muito tempo, os pesquisadores acreditaram que a matéria escura deveria ser a substância remanescente do Big Bang. Os pesquisadores têm por muito tempo procurado por esse tipo de matéria escura, mas até agora todos os experimentos não obtiveram sucesso.

“Se a matéria escura fosse verdadeiramente uma parte remanescente do Big Bang, em muitos casos os pesquisadores deveriam ver um sinal direto da matéria escura em diferentes experimentos de partículas físicas”, disse Tenkanen

Usando uma nova e simples abordagem matemática, o estudo mostra que a matéria escura pode ter sido produzida antes do Big Bang, durante uma era conhecida como inflação cósmica, quando espaço estava se expandindo rapidamente. A rápida expansão aconteceu devido à produção de certos tipos de partículas conhecidas como escalares. Até o momento, o único escalar descoberto é o famoso bóson de Higgs.

“Nós não sabemos o que é a matéria escura, mas se ela é algo que tem a ver com as partículas escalares ela pode muito bem ser mais antiga que o Big Bang. Com o cenário matemático proposto, nós não temos que assumir novos tipos de interações entre a matéria visível e a matéria escura além da gravidade, que nós já sabemos que está aqui”, explica Tenkanen.

Embora a ideia de que a matéria escura ter existido antes do Big Bang não seja nova, outros teóricos não foram capazes de realizar os cálculos que suportam essa ideia. O novo estudo mostra que os pesquisadores sempre estavam superestimando um cenário matemático mais simples para ir atrás da origem da matéria escura .

O novo estudo também sugere uma maneira de se testar a origem da matéria escura observando a sua assinatura que é deixada na distribuição de matéria pelo universo.

“Embora esse tipo de matéria escura seja muito elusiva para ser encontrada em experimentos de partículas, ela pode revelar sua presença em observações astronômicas. Nós iremos aprender em breve muito sobre a origem da matéria escura quando o satélite Euclid for lançado em 2022. Todos estão muito animados para ver o que ele nos revelará sobre a matéria escura e se as suas descobertas podem ser usadas para que possamos espiar a época antes do Big Bang”.

Fonte:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-08/jhu-dmm080719.php

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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