Um dos mistérios mais fundamentais e curiosos do universo é o fato de que alguma coisa existe. Isso ocorre porque durante o Big Bang, quantidades iguais de matéria e partículas de antimatéria deveriam ter sido criadas – a antimatéria é como o “oposto” da matéria normal, o que significa que é composta de antiprótons e antielétrons. Quando partículas de matéria e antimatéria se encontram, elas se aniquilam.
Isso significa que em uma divisão em matéria e antimatériagrandes estruturas como galáxia, Estrelaplanetas, satélites e até mesmo nossos corpos deveriam tentar sobreviver. Portanto, alguma peculiaridade inicial do universo deve ter eliminado a antimatéria e permitido o florescimento de um universo dominado pela matéria. Os cientistas têm procurado ativamente por evidências do que tal evento poderia ser há algum tempo.
O artigo continua da seguinte forma
“Buracos negros primordiais são buracos negros hipotéticos que se formaram logo após o Big Bang devido a flutuações extremas de alta densidade no universo primitivo. Eles são bons candidatos para as sementes de buracos negros supermassivos nos centros de galáxias massivas e buracos negros de massa intermediária nos centros de aglomerados de estrelas globulares”, disse Poplarski ao Space.com. “Existem outros modelos que eliminam a antimatéria, mas todos eles assumem alguma física além do Modelo Padrão da física de partículas.
“A assimetria de massa entre matéria e antimatéria foi surpreendente, mas imediatamente me sugeriu que poderia ser uma causa simples e natural do desequilíbrio observado entre matéria e antimatéria no universo.”
A antimatéria era uma chatice no universo primitivo?
Poplawski explica como existe um processo desconhecido que perturba o equilíbrio entre a família de partículas bárions e suas contrapartes de antimatéria, os antibárions.
“A assimetria de massa e a assimetria resultante de captura do buraco negro criam um desequilíbrio matéria-antimatéria no universo observável sem violar a lei da conservação do número bárion ou invocar uma nova física além do Modelo Padrão”, explicou Poplawski.
Os pesquisadores dizem que, como as partículas de antimatéria são mais massivas que as partículas de matéria, as partículas de antimatéria eram mais lentas que suas contrapartes de matéria durante a criação de pares de partículas no universo primitivo.
“Como a probabilidade de a gravidade de um buraco negro capturar uma partícula massiva aumenta à medida que a sua velocidade diminui, as partículas de antimatéria são capturadas pelo buraco negro a uma taxa maior do que as partículas de matéria correspondentes”, disse Poplawski. “A antimatéria que faltava caiu no buraco negro primordial, e as que não caíram foram aniquiladas pela matéria.”
Isto poderia explicar outro problema da cosmologia que se tornou premente desde o nascimento do universo. Telescópio Espacial James Webb (JWST) Buracos negros supermassivos começaram a ser descobertos cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang. Isto é um problema porque se pensava anteriormente que o processo de fusão e alimentação de buracos negros supermassivos, que podem atingir milhões ou mesmo milhares de milhões de vezes a massa do Sol, demoraria pelo menos mil milhões de anos a ocorrer. Portanto, ver um buraco negro supermassivo no universo há um bilhão de anos é um grande mistério.
Poplawski acredita que, ao engolir a antimatéria, os buracos negros primordiais poderiam ter uma vantagem inicial nestes processos de crescimento.
“O buraco negro primordial consumiu mais antimatéria do que matéria, e como a antimatéria é muito mais pesada que a matéria, a massa do buraco negro primordial aumentou tremendamente”, disse ele. “Isto pode explicar porque é que os buracos negros supermassivos recentemente observados no Universo primitivo cresceram tão rapidamente.”
É claro que ainda há um longo caminho a percorrer até que esta teoria seja aceita por toda a comunidade científica. Uma coisa que poderia ajudar na sua aceitação é a obtenção de evidências observacionais da existência de buracos negros primordiais, que têm sido frustrantemente hipotéticos desde que Stephen Hawking os propôs pela primeira vez na década de 1970.
“Os buracos negros primordiais podem ter existido no universo primitivo e atualmente são difíceis de detectar. Espero usar ondas gravitacionais e neutrinos para testar esta hipótese no futuro”, disse Poplawski. “Além disso, pode haver experiências futuras para testar se as partículas de matéria e antimatéria podem ter massas ligeiramente diferentes em densidades mais altas ou em distâncias menores do que as atualmente detectadas”. Na verdade, algumas experiências recentes mostraram que os mésons e os antiões decaem de forma diferente. Essa diferença pode estar relacionada à assimetria de massa matéria-antimatéria. “
A pesquisa de Poplawski está disponível em um repositório de artigos pré-impressos arXiv.
