E se o Universo não tivesse matéria escura? Físicos estudam essa possibilidade

Uma das grandes questões dentro da Física e da Astronomia é a matéria escura. Sabemos da existência da matéria escura de forma indireta. As principais evidências são através de análises de dinâmicas de galáxias tanto internamente quanto externamente. As observações não batem com a quantidade de matéria que conseguimos enxergar.

Desse modo, a matéria escura surgiu como uma possibilidade para explicar essas diferenças entre observação e teoria. A matéria escura seria uma forma de matéria que não interage de forma eletromagnética então não emitira nenhum tipo de luz. Esse tipo de matéria só poderia interagir de forma gravitacional.

Um grupo de físicos da University of Ottawa propuseram uma ideia bem polêmica: e se a matéria escura não existir? No trabalho publicado na The Astrophysical Journal, o grupo de físicos estudam sobre essa hipótese. A ideia é que os fenômenos observados estejam associados com propriedades do próprio espaço-tempo.

Matéria escura

Segundo o modelo cosmológico mais aceito atualmente, cerca de 25% do Universo é composto por um tipo de matéria chamada de matéria escura. A natureza da matéria escura é desconhecida já que não há interação eletromagnética, ou seja, não há emissão de luz. A presença da matéria escura é observada apenas através de interação gravitacional.

Há diversas propostas do que poderia ser a matéria escura. Uma das hipóteses mais popular é que pode se tratar de WIMPs. WIMPs seriam partículas que interagem de forma extremamente fraca. Outra hipótese é que matéria escura é composta de buracos negros isolados ou objetos conhecidos como anãs marrons.

Evidências da matéria escura

As primeiras evidências que tinha mais matéria presente do que conseguimos observar foi através da curva de rotação das galáxias. Caso a matéria escura não estivesse presente, a curva decairia para raios maiores. No entanto, a curva permanece praticamente constante indicando que há mais massa do que conseguimos ver.

Outra forma de analisar a presença de matéria escura é através de lentes gravitacionais. As lentes gravitacionais acontecem quando a trajetória da luz é distorcida pela presença de uma massa. Muitas vezes é possível calcular a quantidade de massa para aquela dada distorção. Os cálculos mostram uma massa maior do que a componente visível.

Universo sem matéria escura

Para os físicos de Universidade de Ottawa, uma explicação para desconhecermos a natureza da matéria escura é que ela não existe. Eles argumentam que as interações fundamentais, como a gravidade, enfraquecem em função do tempo. Isso significa que no passado, a interação gravitacional seria mais intensa do que hoje.

Dessa forma, as discrepâncias que existe entre observação e teoria seriam explicadas porque hoje a interação gravitacional atuaria de outra forma. Além disso, as observações de galáxias interagindo causando um efeito chamado redshift seria explicado porque a luz perderia energia nesse modelo.

Universo mais velho do que o que achavamos?

Um dos problemas desse modelo radical é a base que o Universo teria o dobro da idade atual. Essa ideia surgiu quando o telescópio James Webb registrou estrelas e galáxias que pareciam ser mais velhos do que o esperado. Alguns sugeriram que talvez o Universo fosse mais velho do que o estimamos nos dias atuais.

Apesar disso, a melhor explicação foca na formação de galáxias. A descrição de formação de galáxias sempre foi algo incerto e é possível que elas tenham se formado de uma outra forma ou uma outra época. Além disso, parte desses resultados de estrelas mais velhas dependem da base de erros que são grandes devido a distância e medição.

Matéria escura ainda explica melhor

A existência da matéria escura ainda permanece como o modelo mais aceito para explicar fenômenos cosmológicos e galácticos. Parte do sucesso vem através da comprovação da teoria da relatividade geral que explica bem a dinâmica e interação gravitacional. A maior questão atual não é se a matéria escura existe e sim o que é a matéria escura?

Isso porque o modelo a favor da matéria escura tem evidências e base teórica que são comprovadas depois de várias observações e experimentos. Não será tão cedo que nos veremos livres da matéria escura.

Referência da notícia:

Gupta, R 2024. Testing CCC+TL Cosmology with Observed Baryon Acoustic Oscillation Features The Astrophysical Journal