Matéria escura pode ser mais antiga que o Big Bang

Um novo estudo da Universidade Johns Hopkins (EUA) sugere que, ao invés de ser um resíduo do Big Bang, a matéria escura foi criada na verdade antes dele.

A matéria escura é um tipo de matéria invisível que não interage com a matéria normal, mas compõe cerca de 80% do universo. Até hoje, tem sido extremamente difícil detectá-la; só podemos inferir sua presença pelo efeito de gravitação que tem em outros objetos de matéria visível no espaço.

Além disso, os cientistas creem que a matéria escura desempenha um papel crucial na formação de galáxias e de aglomerados de galáxias.

Uma das teorias sobre a origem desta elusiva matéria é que ela seria uma substância remanescente do Big Bang. No entanto, nenhum estudo obteve sucesso em provar isso.

“Se a matéria escura fosse realmente um remanescente do Big Bang, então, em muitos casos, os pesquisadores já deveriam ter visto um sinal direto da matéria escura em diferentes experimentos de física de partículas”, explica um dos autores da nova pesquisa, Tommi Tenkanen.

A nova hipótese

Através de um modelo matemático, os pesquisadores teorizam que a matéria escura foi produzida antes do Big Bang, durante um período conhecido como “inflação cósmica”, no qual o universo estava se expandindo rapidamente.

Essa expansão pode ter levado a grandes produções de certos tipos de partículas, como o famoso bóson de Higgs, chamados de partículas escalares.

“O estudo revelou uma nova conexão entre física de partículas e astronomia. Se a matéria escura consiste em novas partículas que nasceram antes do Big Bang, elas afetam a maneira como as galáxias são distribuídas no céu de uma maneira única. Essa conexão pode ser usada para revelar sua identidade e fazer conclusões sobre os tempos antes do Big Bang também”, afirma Tenkanen.

Testando a teoria

Essa não é a primeira vez que tal hipótese é sugerida, mas é a primeira vez que os cientistas oferecem um modelo matemático que a suporte e uma forma de testá-la experimentalmente.

“Não sabemos o que é matéria escura, mas se tem alguma coisa a ver com partículas escalares, ela pode ser mais antiga que o Big Bang. Com o cenário matemático proposto, não precisamos assumir novos tipos de interação entre e a matéria escura além da gravidade, que já sabemos que existe”, esclarece Tenkanen.

Ou seja, a forma de testar a origem da matéria escura é através da observação dos sinais que a matéria escura deixa na distribuição da matéria no universo por conta de seus efeitos gravitacionais.

“Embora esse tipo de matéria escura seja muito difícil de ser encontrado em experimentos com partículas, ela pode revelar sua presença em observações astronômicas. Em breve saberemos mais sobre a origem da matéria escura quando o satélite Euclid for lançado em 2022. Será muito emocionante ver o que ele revelará sobre a matéria escura e se suas descobertas podem ser usadas para espiar a época antes do Big Bang”, conclui o pesquisador.

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na revista científica Physical Review Letters.

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