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Físicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA, sugerem, em um novo estudo, que buracos negros primordiais microscópicos, se realmente compuserem a maior parte da matéria escura no Universo, podem passar pelo Sistema Solar pelo menos uma vez a cada década.
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Segundo os pesquisadores, esse tipo de fenômeno provocaria uma pequena oscilação na órbita de Marte, que poderia ser detectada com a tecnologia atual. Essa observação ajudaria a confirmar a hipótese de que os buracos negros primordiais são uma das principais fontes de matéria escura no Universo.
David Kaiser, professor de física e de história da ciência no MIT, destaca em um comunicado que os cientistas possuem dados extremamente precisos sobre a distância entre a Terra e Marte, com uma margem de erro de cerca de 10 centímetros. “Aproveitamos essa precisão para buscar um efeito sutil. Se o encontrarmos, isso pode reforçar a ideia intrigante de que toda a matéria escura consiste em buracos negros primordiais, formados em menos de um segundo após o Big Bang, que têm circulado pelo Universo há 14 bilhões de anos”.
A pesquisa foi liderada por Tung Tran, agora estudante de pós-graduação na Universidade de Stanford, Sarah Geller, pós-doutoranda na Universidade da Califórnia em Santa Cruz, e Benjamin Lehmann, pesquisador do MIT.
Maioria do Universo é composta por matéria escura
Cerca de 80% da matéria no Universo é composta de matéria escura, que não pode ser observada diretamente, mas sua existência é inferida pelos efeitos gravitacionais que exerce sobre galáxias e estrelas.
Físicos vêm tentando detectar essa matéria escura com instrumentos na Terra, geralmente assumindo que ela existe na forma de partículas exóticas que podem se desintegrar em partículas observáveis. No entanto, esses experimentos, até o momento, não obtiveram sucesso.
Uma teoria alternativa, que voltou a ganhar força, propõe que a matéria escura seja composta de buracos negros primordiais. Esses buracos negros seriam bem menores que os formados pelo colapso de estrelas e teriam surgido nos primeiros momentos após o Big Bang. Apesar de microscópicos, eles teriam uma densidade enorme, sendo comparáveis, em massa, aos maiores asteroides do Sistema Solar.
Ao explorar essa hipótese, a equipe do MIT fez cálculos para entender o impacto que um buraco negro primordial teria se passasse perto de corpos celestes, como a Terra ou a Lua. O estudo estimou que um sobrevoo de um buraco negro primordial poderia gerar pequenas oscilações nas órbitas desses corpos.
Com base nas estimativas de quantidade de matéria escura e na massa dos buracos negros, os cientistas calcularam que esses objetos devem atravessar o Sistema Solar uma vez a cada 10 anos, em média.
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Buraco negro primordial causaria microdesvio na órbita de Marte
Para testar essa hipótese, simulações foram realizadas com buracos negros de massas semelhantes às de asteroides. Esses buracos foram projetados para voar pelo Sistema Solar a velocidades de cerca de 240 mil km/h, em diferentes ângulos.
Os resultados mostraram que um buraco negro primordial que passasse a centenas de milhões de quilômetros de Marte causaria uma leve alteração na órbita do planeta. Essa oscilação seria de aproximadamente um metro ao longo de alguns anos – um desvio minúsculo, mas detectável pelos instrumentos de alta precisão que monitoram nosso vizinho atualmente.
Embora essa oscilação possa ser um indício de buracos negros primordiais, os pesquisadores reconhecem que seria necessário eliminar outras possíveis causas, como a passagem de asteroides. “Precisamos comparar os dados com as trajetórias típicas de asteroides e outros corpos do sistema solar”, destaca Kaiser. Como os astrônomos monitoram o movimento de rochas espaciais há décadas, isso pode ajudar a diferenciar os dois cenários.
A equipe agora planeja colaborar com grupos que têm experiência em simulações de objetos no Sistema Solar. A ideia é simular encontros de buracos negros primordiais com planetas e luas e estudar esses efeitos em maior detalhe. “Estamos refinando as simulações para observar com mais precisão os impactos desses encontros nos corpos celestes”, explica Geller.
Esses avanços podem fornecer uma nova via para investigar a natureza da matéria escura, um dos maiores mistérios da cosmologia atual.
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