O que é matéria escura? Nunca foi observado, mas os cientistas estimam que compõe 85% da matéria do universo

O que é matéria escura? Existe mesmo, ou precisamos apenas de um ajuste em nossa teoria da gravidade? Crédito da imagem: M. A. Garlick/Wikipedia Creative Commons

A história de fundo

Os cientistas podem observar a matéria distante de várias maneiras. Equipamentos como o famoso telescópio Hubble medem a luz visível enquanto outras tecnologias, como os radiotelescópios, medem fenômenos não visíveis. Os cientistas geralmente passam anos coletando dados e depois analisam para entender melhor o que estão vendo.

O que se tornou bastante claro à medida que mais e mais dados chegavam era que as galáxias não estavam se comportando como esperado. As estrelas nas bordas externas de algumas galáxias estavam se movendo muito rápido. As galáxias são mantidas juntas pela força da gravidade, que é mais forte no centro, onde está a maior parte da massa. As estrelas nas bordas externas das galáxias de disco estavam se movendo tão rápido que a força da gravidade gerada pela matéria observável não seria capaz de impedi-las de ‘escapar’ para o espaço profundo.

Os cientistas cogitam que deve haver mais matéria presente nessas galáxias do que podemos observar atualmente. Algo deve estar impedindo que as estrelas viagem para longe, e eles chamaram isso de matéria escura. Eles não podiam realmente dizer quais propriedades ela poderia ter, exceto que ela deve ter atração gravitacional, e deve haver um pouco disso. Na verdade, a grande maioria do universo (uns 85%) deve ser matéria escura. Caso contrário, as galáxias não seriam capazes de se permanecer por tanto tempo quanto parecem. Elas teriam se separado porque não haveria gravidade suficiente para manter os trilhões de estrelas em suas localidades.

Quando se trata de ciência, o problema com algo que você não pode observar é que é difícil dizer algo sobre isso. Como a matéria escura não interage com a força eletromagnética, responsável pela luz visível, ondas de rádio e raios-X, todas as nossas evidências são indiretas. Os cientistas vêm tentando descobrir maneiras de observar a matéria escura e fazer previsões com base em teorias, mas sem muito sucesso.

Uma possível solução

A Teoria da Gravidade de Newton explica muito bem a maioria dos eventos de grande escala. Tudo, desde o primeiro arremesso em um jogo dos Yankees até os movimentos das constelações, pode ser explicado usando a teoria de Newton. No entanto, a teoria não é infalível. As teorias da relatividade geral e especial de Einstein, por exemplo, explicavam dados que a teoria de Newton não conseguia. Os cientistas ainda usam a teoria de Newton porque ela funciona na esmagadora maioria dos casos e tem equações muito mais simples.

A matéria escura foi proposta como uma forma de conciliar a física newtoniana com os dados. Mas e se, em vez de reconciliação, for necessária uma teoria modificada. É aqui que um físico israelense chamado Mordehai Milgrom faz uma entrada. Ele desenvolveu uma teoria da gravidade (chamada: Dinâmica Newtoniana Modificada ou “Mond” para abreviar) em 1982 que postula funções da gravidade de forma diferente quando se torna muito fraca, como na borda das galáxias de disco.

Sua teoria não explica simplesmente o comportamento das galáxias; ele as prevê. O problema com as teorias é que elas podem explicar praticamente qualquer coisa. Se você entrar em uma sala e ver que as luzes estão acesas, poderá desenvolver uma teoria de que os raios cósmicos do sol estão atingindo espelhos ocultos da maneira certa para iluminar a sala. Outra teoria pode ser que alguém acendeu o interruptor de luz. Uma maneira de separar as teorias boas das ruins é ver qual teoria faz melhores previsões.

Uma análise recente do Mond mostra que ela faz previsões significativamente melhores do que os modelos padrão de matéria escura. O que isso significa é que, embora a matéria escura possa explicar muito bem o comportamento das galáxias, ela tem pouco poder preditivo e é, pelo menos nesse aspecto, uma teoria inferior.

Apenas mais dados e debate serão capazes de acertar as contas sobre a matéria escura e Mond. No entanto, Mond sendo aceita como a melhor explicação romperia décadas de consenso científico e tornaria uma das características mais misteriosas do universo muito mais normal. Uma teoria modificada pode não ser tão sexy quanto forças obscuras e invisíveis, mas pode ter a vantagem de ser uma ciência melhor.

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Referência:

Dark Matter: Is a Revolution Coming to Physics? SciTechDaily, 15, jul. 2022. Disponível em: <https://scitechdaily.com/dark-matter-is-a-revolution-coming-to-physics/>. Acesso em: 19, jul. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.