A matéria escura é uma substância escorregadia. Até onde sabemos, tem que existir para que nossos modelos atuais do Universo funcionem. Mas não só não podemos vê-la, senti-la ou interagir com ela de alguma forma – nem temos certeza do que realmente é a matéria escura.
No entanto, temos algumas pistas, como como a matéria escura pode interagir ou ‘falar’ com a matéria regular por meio da gravidade. A maneira como essas interações funcionam ainda é um mistério, mas um novo artigo propõe que algo chamado ‘acoplamento não mínimo’ pode ser a solução.
“Nós nos perguntamos: a gravidade está errada ou estamos apenas perdendo algo crucial sobre a natureza da matéria escura? E se a matéria escura e a matéria ‘bariônica’ padrão não se comunicarem da maneira que sempre imaginamos?” os três autores, os cosmólogos Giovanni Gandolfi, Andrea Lapi e Stefano Liberati, explicam em nota à imprensa sobre seu trabalho.
“Com nossa pesquisa, tentamos responder a essas perguntas intrigantes.”
Nosso melhor palpite sobre o que a matéria escura pode ser são partículas massivas frias e de interação fraca, que os físicos experimentais de todo o mundo tentam detectar há décadas, mas ainda não encontraram.
Apesar de quão bem esse tipo específico de matéria escura funciona em nossos modelos, ainda existem alguns problemas. Um grande problema é chamado de problema do halo cúspide, onde a densidade inferida da matéria escura nas galáxias não se alinha com o que é conhecido como simulações de N-corpos.
Essas simulações sugerem que, para explicar sua estrutura e movimento atuais, em galáxias de baixa matéria, a matéria escura deve ser ‘cúspide’ – o que significa que está mais concentrada em torno da cúspide ou fora da galáxia. Mas as observações nos dizem que a maioria das galáxias anãs parece manter sua matéria escura no meio.
Este artigo definitivamente não é o primeiro e provavelmente não será o último a tentar resolver esses problemas de matéria escura, mas a equipe propôs uma nova tática. Os pesquisadores sugerem que, se a matéria escura não for minimamente acoplada à gravidade, ela resolve o problema cúspide e outro problema relacionado chamado relação de aceleração radial.
“Neste artigo, propomos mais um ponto de vista para modificar a estrutura padrão da matéria escura fria e torná-la capaz de descrever com precisão as curvas de rotação observadas das galáxias e, ao mesmo tempo, reproduzir fielmente a relação de aceleração radial”, escreve a equipe em seu novo estudo. papel.
“A introdução de tal acoplamento pode manter o sucesso da matéria escura fria em grandes escalas cosmológicas, melhorando seu comportamento em sistemas galácticos”.
Acoplamento não mínimo é um pouco impróprio. Isso significa que a matéria escura está diretamente acoplada a uma curvatura no espaço-tempo chamada tensor de Einstein. Simplificando, é um novo tipo de interação entre matéria escura e gravidade. Se o acoplamento não mínimo está acontecendo, a matéria escura interage com o espaço-tempo de uma maneira diferente da matéria regular.
“Esta característica da matéria escura não é uma nova física fundamental exótica”, dizem os autores.
“Pode-se explicar a existência desse acoplamento não mínimo apenas com a física conhecida”.
Esta é apenas uma hipótese e, embora pareça se encaixar bem com os dados observacionais que temos até agora, a matéria escura ainda é uma fera complicada. Precisaremos de muito mais pesquisas para determinar se o acoplamento não mínimo é realmente uma característica da matéria escura ou apenas outra hipótese que nos leva a descobrir o que realmente está acontecendo.
“O futuro da matéria escura parece mais brilhante”, observam os autores em um comunicado à imprensa.
“Mais estudos serão realizados para explorar todas as implicações interessantes dessa nova característica proposta da matéria escura. Não ficaríamos surpresos ao descobrir que esse acoplamento não mínimo poderia resolver outras questões não respondidas do Universo.”
Publicado em 05/05/2022 12h12
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