Os físicos de partículas imaginaram novos tipos de matéria, consistentes com as leis conhecidas do Universo, mas até agora nenhuma foi detectada ou sua existência confirmada. A descoberta do Bózon de Higgs pelo Grande Colisor de Hádrons em 2012 provocou uma explosão de otimismo de que partículas de matéria escura seriam descobertas em breve, mas até agora nenhuma foi vista e as classes de partículas anteriormente promissoras parecem pertencer a imaginação.
"A natureza da matéria escura é um dos maiores mistérios da ciência e precisamos usar quaisquer novos dados relacionados para enfrentá-la", diz Avi Loeb, da CfA.
Os astrônomos percebem que a matéria escura é o componente dominante da matéria no Universo. Seja qual for a sua natureza, influenciou profundamente a evolução das estruturas galácticas e a distribuição da radiação cósmica de fundo de microondas (CMBR, na sigla em inglês).
A notável concordância entre os valores dos principais parâmetros cósmicos (como a taxa de expansão) derivados das observações de dois tipos completamente diferentes de estruturas cósmicas de grande escala, galáxias e CMBR dá crédito a modelos inflacionários do big bang que incluem o papel da matéria escura.
Os modelos atuais de matéria escura presumem que ela é "fria", isto é, que ela não interage com nenhum outro tipo de matéria ou radiação - ou mesmo consigo mesma - além das influências da gravidade. Esta versão da cosmologia é chamada de cenário da matéria escura e fria. Mas os cosmologistas se perguntam se observações mais precisas podem excluir até mesmo pequenos níveis de interação.
Matéria Escura Quente
O astrônomo Sownak Bose, do Instituto de Teoria e Computação do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, liderou uma equipe de colegas em um estudo de uma partícula hipotética de "matéria escura", que possui uma capacidade de interagir com partículas muito leves que se movem perto da velocidade da luz. Esta versão forma um dos vários cenários possíveis de matéria escura "quente" (talvez mais precisamente chamada de matéria escura interativa). Em particular, as partículas hipotéticas podem interagir com os neutrinos - espera-se que os neutrinos foram extremamente abundantes no quente Universo inicial.
Os cientistas usaram modernas simulações cosmológicas da formação de galáxias para um universo modelo com esse tipo de matéria escura e quente. Eles acham que, para muitas observações, os efeitos são pequenos demais para serem perceptíveis. No entanto, a assinatura desta matéria escura quente está presente de algumas maneiras distintas e, em particular, na maneira como galáxias distantes são distribuídas no espaço, algo que pode ser testado mapeando-se as galáxias observando-se o seu gás hidrogênio.
Os autores concluem que futuras observações altamente sensíveis devem ser capazes de fazer esses testes. Novos mapas detalhados da distribuição da absorção de gás hidrogênio poderiam ser usados para apoiar - ou excluir - essa possibilidade da matéria escura quente, e lançar luz sobre esse misterioso componente cósmico.
O campo Symmetron
Em 19 de julho, Daily Galaxy publicou "Quintessência" - "Teoria sobre um grande desconhecido do Universo" relatando várias conjecturas radicais sobre matéria escura e energia escura, incluindo um campo de simetria que poderia permear o espaço como o campo de Higgs, e uma teoria que sugere que tanto a matéria escura quanto a energia escura podem ser unificadas em um fluido que possui um tipo de "gravidade negativa", repelindo todos os outros materiais ao seu redor.
Partículas de Matéria Escura do tamanho de uma galáxia
"Nós tendemos a pensar nas partículas como sendo pequenas, mas, teoricamente, não há razão para que elas não possam ser tão grandes quanto uma galáxia", diz Asimina Arvanitaki, do Perimeter Institute for Theoretical Physics, sobre como resolver o mistério da matéria escura.
"No começo, achávamos que era absurdo", disse Arvanitaki a Daniel Cossins, da New Scientist. "Eu não estou surpresa. De que outra forma você poderia responder à ideia de que os buracos negros (o buraco negro supermassivo da Via Láctea) geram nuvens rodopiantes de partículas do tamanho de planetas que poderiam ser a matéria escura que supostamente mantêm as galáxias juntas?".
Outra nova teoria postula que tanto a matéria escura quanto a energia escura podem ser unificadas em um fluido que possui "um tipo de 'gravidade negativa', repelindo todo o material ao seu redor", diz Jamie Farnes, do Centro de Pesquisa Eletrônica da Universidade de Oxford. "O resultado parece bastante atraente: a energia escura e a matéria escura podem ser unificadas em uma única substância, sendo ambos os efeitos simplesmente explicáveis como matéria de massa positiva surfando em um mar de massas negativas".
Fonte: The Daily Galaxy
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