Os cientistas descobriram que a matéria escura é a “coisa” mais misteriosa do universo, obedecendo à gravidade em uma vasta escala cósmica. Isto poderia ajudar a eliminar a possibilidade de uma quinta força fundamental da natureza – mas mesmo que não fosse, certamente limitaria a força desta força potencial.
Como todos sabemos, a “matéria quotidiana” é constituída por átomos, que por sua vez são constituídos por protões, neutrões e eletrões. Sabemos também que essas partículas se ajustam ao conhecido forças fundamentais da natureza: Força eletromagnética, gravidade, força nuclear forte, força nuclear fraca. Contudo, o que não está claro é matéria escura Obedeça essas quatro forças. Na verdade, uma das razões pelas quais a matéria escura é tão intrigante é que ela não parece interagir com a luz ou a radiação eletromagnética. Mesmo que isso aconteça, o seu efeito é muito mais fraco do que a matéria comum. Isto torna a matéria escura efetivamente invisível, o que significa que a única forma de os cientistas inferirem a sua existência é observar os seus efeitos gravitacionais e depois ver como atua como intermediário e afeta a luz e a matéria comum.
Para resolver este enigma e descobrir se a matéria escura pode ser controlada por uma quinta força fundamental, até então desconhecida, investigadores da Universidade de Genebra (UNIGE) decidiram determinar se a matéria escura cai na gravidade cósmica na mesma escala massiva que a matéria comum. Esses poços gravitacionais são criados quando objetos de imensa massa criam a estrutura do espaço e do tempo, unificados em uma entidade quadridimensional chamadatempo e espaço“distorção” (estabelecida de acordo com a teoria geral da relatividade). Quanto maior a massa do objeto, mais extrema será a distorção do espaço-tempo, mais “profundo” será o poço gravitacional resultante e, portanto, mais forte será a influência gravitacional.
“Para responder a esta questão, comparámos a velocidade das galáxias em todo o Universo com a profundidade dos poços gravitacionais”, disse Camille Bonvin, membro da equipa e investigadora da UNIGE, num comunicado. “Se a matéria escura não fosse afetada pela quinta força, então as galáxias compostas principalmente por matéria escura cairiam nesses poços como a matéria comum, governada apenas pela gravidade.
“Por outro lado, se uma quinta força actuar sobre a matéria escura, afectará o movimento da galáxia, e a galáxia cairá então no poço de uma forma diferente. Ao comparar a profundidade do poço com a velocidade da galáxia, podemos testar a presença desta força.”
Usando esta abordagem e utilizando os dados cosmológicos mais recentes, a equipe determinou que a matéria escura de fato desliza para os poços gravitacionais como a matéria comum. Embora estas descobertas não forneçam qualquer indício de uma quinta força fundamental da natureza, não podem excluir absolutamente essa possibilidade.
Nastassia Grimm, líder da equipa e investigadora do Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth, no Reino Unido, disse: “Nesta fase, no entanto, estas conclusões não excluem a possibilidade de uma força desconhecida. Mas se existir uma quinta força, ela não pode ser mais de 7% mais forte que a gravidade, caso contrário, teria aparecido na nossa análise.”
Embora estes resultados não fechem o livro sobre a quinta força da natureza que governa a matéria escura, eles ajudam a definir melhor as características desta forma perturbadoramente evasiva de matéria. Se existe uma quinta força da natureza, ela provavelmente não poderá ficar escondida para sempre.
Isaac Tutusaus, membro da equipe e pesquisador da Universidade de Toulouse, disse: “Os experimentos mais recentes, como o LSST (Legacy Survey of Spacetime), realizado pelo Observatório Vera C. Rubin e o DESI (Dark Energy Spectroradiometer), estão prestes a fornecer dados que serão sensíveis a forças tão fracas quanto 2% da gravidade. Portanto, eles devem nos permitir entender mais sobre o comportamento da matéria escura.”
As descobertas da equipe foram publicadas na revista na segunda-feira (3 de novembro) Comunicações da Natureza.



