Ainda não sabemos muito sobre a matéria escura – aquela massa misteriosa e invisível que pode representar até 85% de tudo ao nosso redor – mas um novo artigo esboça uma hipótese bastante incomum sobre a própria criação da matéria.
Resumindo: a matéria escura cria matéria escura. A ideia é que em algum ponto nos estágios iniciais do Universo, as partículas de matéria escura foram capazes de criar mais partículas de matéria escura a partir de partículas de matéria regular, o que explicaria por que agora existe tanto dela.
A nova pesquisa se baseia em propostas anteriores de um ‘banho térmico’, onde matéria regular na forma de plasma produzia os primeiros pedaços de matéria escura – partículas iniciais que poderiam então ter o poder de transformar as partículas do banho de calor em mais matéria escura.
“Isso leva a um crescimento exponencial da densidade numérica da matéria escura em estreita analogia com outros processos de crescimento exponencial familiares na natureza”, escreveu a equipe internacional de físicos, liderada por Torsten Bringmann, da Universidade de Oslo, na Noruega, em seu artigo recém-publicado .
Existem algumas questões sem resposta sobre esta nova hipótese, como é normal para qualquer coisa que tenha relação com a matéria escura, mas o mais importante é que ela se encaixa com as observações da matéria escura que temos hoje por meio da radiação cósmica de fundo (CMB).
Embora não possamos realmente ver a matéria escura diretamente, o comportamento do Universo, junto com a radiação eletromagnética que compõe a CMB, sugere fortemente que a matéria escura está lá fora em algum lugar – e em grandes quantidades.
Há uma variedade de cenários que tentam explicar as condições que poderiam restringir as proporções de matéria escura que vemos. Um, chamado de cenário de congelamento, propõe que, por mais que a matéria escura possa ter aparecido no banho quente do plasma inicial, nada o cancelou. À medida que o Universo se expandia, sua geração gradual simplesmente cessava, fixando-se para sempre em uma certa quantidade.
Em contraste, um modelo de congelamento sugere que a matéria escura apareceu tão rapidamente quanto a matéria normal, mas atingiu um equilíbrio assim que as antipartículas cancelaram algumas delas. Mais uma vez, o resfriamento do Universo em expansão esfriou sua geração, mas também sua capacidade de aniquilar rapidamente, deixando-nos com uma quantidade definida.
Este novo estudo propõe ainda outra possibilidade – mais ou menos entre os dois extremos. Se estiver certo, isso significaria que a quantidade de matéria escura cresceu muito rapidamente à medida que o Universo se expandiu, com esse crescimento diminuindo e eventualmente parando conforme a expansão do Universo diminuiu.
Com a matéria regular e a matéria escura se distanciando cada vez mais uma da outra, essa linha de produção de matéria escura se extinguiu. Além do mais, segundo os pesquisadores, em algum lugar do CMB deveria haver a prova de que essa teoria é correta, então o próximo trabalho é encontrá-la.
Temos detectores de matéria escura extremamente sensíveis monitorando o cosmos, então pode não demorar muito para ouvirmos mais sobre esta nova abordagem para entender a produção de matéria escura – por sua vez, nos ensinando mais sobre a criação e o crescimento do Universo.
“Nosso mecanismo complementa os cenários de produção térmica congelada e congelada de uma forma genérica”, escrevem os pesquisadores. “A exploração adicional e detalhada desta nova forma de produção de matéria escura a partir do banho termal parece, portanto, altamente justificada.”
Publicado em 15/11/2021 08h50
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