Entre planetas, estrelas, asteroides e outros objetos celestes, há uma imensa quantidade de elementos de natureza desconhecida no cosmos, que afetam gravitacionalmente a dinâmica das galáxias e do universo em si. São substâncias que se encaixam na categoria “matéria escura”, que nem mesmo os astrônomos conseguiram ainda identificar do que se tratam.
Há uma imensa quantidade de elementos de natureza desconhecida no universo que afetam gravitacionalmente sua dinâmica. Esses elementos são chamados pelos cientistas de matéria escura. Imagem: Zakharchuk – Shutterstock
Estima-se que somente 5% da massa de todo universo seja constituída a partir de matéria ordinária. O restante se deve à matéria escura (25%) e a uma forma pouco compreendida de energia, chamada “energia escura” (70%), que atualmente tem provocado a expansão acelerada do universo.
Acredita-se que a matéria escura seja formada por objetos compactos e supermassivos, como buracos negros, ou partículas hipotéticas e quase indetectáveis conhecidas como neutrinos inertes.
Como determinar a quantidade de matéria escura no universo?
Segundo o site Live Science, os astrônomos têm uma variedade de ferramentas para medir a quantidade total de matéria no universo e compará-la com a quantidade de matéria “normal” (também chamada de “bariônica”). A técnica mais simples é comparar duas medições.
A primeira é a quantidade total de luz emitida por uma grande estrutura, como uma galáxia, que os astrônomos podem usar para inferir a massa desse objeto. A segunda é a quantidade estimada de gravidade necessária para manter a grande estrutura unida.
Quando os astrônomos comparam essas medições em galáxias e aglomerados em todo o universo, eles obtêm o mesmo resultado: simplesmente não há matéria normal e emissora de luz suficiente para explicar a quantidade de força gravitacional necessária para manter esses objetos juntos.
Assim, deve haver alguma forma de matéria que não esteja emitindo luz: a matéria escura.
Galáxias diferentes têm proporções diferentes de matéria escura em relação à matéria normal. Algumas galáxias quase não contêm matéria escura, enquanto outras são quase desprovidas de matéria normal. Mas medição após medição chega ao mesmo resultado médio: cerca de 95% da composição do universo não emite ou interage com a luz.
Existem muitas outras maneiras pelas quais os astrônomos podem validar esse resultado. Por exemplo, um objeto massivo, como um aglomerado de galáxias, deformará o espaço-tempo em torno dele tanto que dobrará o caminho de qualquer luz que passe – um efeito chamado lente gravitacional.
Os cientistas podem então comparar a quantidade de massa que vemos de objetos emissores de luz com a massa necessária para explicar a lente, provando novamente que a massa extra deve estar à espreita em algum lugar.
Eles também podem usar simulações de computador para observar o crescimento de grandes estruturas. Bilhões de anos atrás, nosso universo era muito menor do que é hoje.
Levou tempo para as estrelas e galáxias evoluírem, e se o universo tivesse que confiar apenas na matéria normal e visível, então não veríamos nenhuma galáxia hoje. Em vez disso, o crescimento das galáxias exigiu “piscinas” de matéria escura para a matéria normal se acumular, de acordo com o cosmólogo Joel Primack.
Por fim, os cosmólogos podem olhar para trás no tempo, quando o universo tinha apenas poucos minutos de idade, e os primeiros prótons e nêutrons se formaram. Os cientistas podem usar nossa compreensão da física nuclear para estimar quanto hidrogênio e hélio foram produzidos naquela fase.
Esses cálculos apontam com precisão a proporção de hidrogênio para hélio no universo atual. Eles também preveem um limite absoluto para a quantidade de matéria bariônica no cosmos, e esses números concordam com as observações de galáxias e aglomerados atuais, de acordo com o astrofísico Ned Wright.
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Jornalista formada pela Unitau (Taubaté-SP), com Especialização em Gramática. Já foi assessora parlamentar, agente de licitações e freelancer da revista Veja e do antigo site OiLondres, na Inglaterra.
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