O Lado "Escuro" do Universo: o que sabemos sobre a misteriosa e desconhecida energia escura?

É curioso como a Natureza deu ao Homem acesso apenas a uma pequeníssima fatia do Universo. Querendo recorrer à metáfora de um bolo (cósmico), de um total de 25 fatias, o homem só consegue ver uma, as 24 fatias restantes são um mistério!

O espectro eletromagnético

A luz que nos chega dos corpos mais próximos do sistema solar, bem como dos objetos mais distantes do Universo, é o principal mensageiro de informação que temos.

É justamente a luz que vem da Lua, por exemplo, que revela as características de sua superfície, com montanhas e crateras de impacto. A luz que vem de Júpiter revela sua atmosfera com faixas coloridas; a luz que vem do universo profundo revela a existência de aglomerados de galáxias, e como o próprio universo está se expandindo.

No entanto, a luz que nossos olhos podem perceber é apenas uma parte muito pequena do que é chamado de espectro eletromagnético. Simplificando, existem ondas de luz que são muito menos ou muito mais energéticas do que as ondas visíveis, e que são absolutamente invisíveis ao olho humano.

Existem ondas de rádio e ondas infravermelhas, por exemplo, com energias muito menores que as ondas visíveis, assim como raios X e raios gama com energias muito maiores. Numerosos objetos e fenômenos astronômicos, em vez de emitir ondas de luz, emitem ondas de rádio ou raios-X.

Para "ler" a informação transportada por estas ondas invisíveis, foram construídos detectores especiais que permitem obter imagens de rádio ou raios-X destes objetos e fenômenos astronômicos.

O Sol, por exemplo, emite principalmente luz visível, mas também ondas de rádio e raios X. Estas, invisíveis a olho nu, são reveladas com radiotelescópios ou satélites equipados com detectores específicos para radiação de raios X.

Porém, apenas 4% do Universo emite radiação eletromagnética! Assim, tanto as ondas visíveis quanto as invisíveis nos permitem explorar apenas uma pequena parte do Universo.

O lado "escuro"

A matéria como a conhecemos, formada por átomos, representa apenas uma fatia das 25 fatias do "bolo cósmico".

Sabemos que os restantes 96% do Universo são constituídos por um tipo de matéria e energia completamente desconhecido (daí o adjetivo "escuro"). A existência dessa matéria e energia, que não podemos observar diretamente, foi deduzida a partir de evidências indiretas.

Evidência indireta da matéria escura

Sabemos que o movimento dos corpos celestes está relacionado com a sua massa. Graças às Leis de Kepler e à Lei da Gravitação Universal do movimento podemos deduzir a massa, e conhecendo a massa podemos descrever o movimento do objeto.

O que os astrônomos observaram é que em grande escala o movimento de galáxias e aglomerados de galáxias, para ser justificado pelas conhecidas leis da física, requer a presença de uma massa muito maior do que a observada. Como essa massa não é visível, ela foi chamada de "escura" pelo astrônomo Fritz Zwicky em 1933.

Em várias ocasiões acreditou-se ter identificado essa matéria escura em anãs marrons, nuvens moleculares de gás, neutrinos, buracos negros. Estes são componentes conhecidos do universo, mas difíceis de detectar devido à sua baixa (ou nenhuma, no caso dos buracos negros) luminosidade.

No entanto, todos esses componentes combinados representaram apenas alguns centésimos de porcentagem da matéria escura. Voltando à metáfora, são apenas algumas migalhas em comparação com as 24 fatias que faltam.

Evidência indireta da energia escura

Se a matéria escura está de alguma forma sujeita à força da gravidade, e por isso tem um efeito agregador para as estruturas presentes no Universo, o fato do Universo estar em expansão acelerada tem levado à hipótese de que existe um componente cujo efeito é o oposto, isto é, um amortecedor, portanto uma forma de energia.

Como não pode ser classificada em nenhuma das formas conhecidas de energia, foi chamada de energia escura.

Lembrando que massa e energia são duas formas diferentes da mesma coisa, foi quantificado que a soma de energia escura e massa é de 96%. A busca por matéria e energia escuras representa um dos desafios mais estimulantes da física e da astrofísica modernas. Numerosos projetos foram e são dedicados a este estudo, como o Plank e o Euclid da ESA (Agência Espacial Europeia).