Cientistas avançam no estudo da matéria escura, um dos componentes do universo

29 de abril de 2009 - 17:33

Da Agência Funcap, com informações da “The Economist”

Um dos grandes mistérios do universo é saber do que ele é feito. O mundo, da forma como é visto pelos que nele habitam, consiste de matéria tangível, mas essa explicação pode não ser completa. Muitas galáxias têm rotação em uma velocidade que pode fazê-las orbitar aleatoriamente se a única força que atrai sua matéria visível for a gravidade. Os físicos pensam o universo como algo recheado com matéria escura invisível composta de partículas muito diferentes das que compõem o que é visível, e que a gravidade dessa matéria escura mantém as galáxias próximas umas das outras. Agora, uma equipe de cientistas acredita que pode ter visto evidências desse material “fantasmagórico”.

Piergiorgio Picozza, da Universidade de Roma Tor Vergata, começou investigando um segundo grande mistério: por que o universo existe. O Big Bang criou quantidades iguais de matéria e anti-matéria. Quando as duas se encontram, uma aniquila a outra. Por isso, o universo deveria ter sido destruído logo após a sua criação. Isso sugere que alguma coisa bastante significativa aconteceu com a anti-matéria, permitindo que a matéria se agregasse para formar estrelas, planetas e, eventualmente, pessoas.

O Dr. Picozza e a sua equipe decidiram procurar por pistas nos raios cósmicos, que são fluxos de partículas do espaço que constantemente bombardeiam a atmosfera da Terra. Muitos deles são prótons, que estão entre os componentes básicos do núcleo de qualquer átomo, mas outros são mais exóticos. Os pesquisadores queriam examinar qualquer anti-matéria existente nos raios cósmicos. Para isso, usaram um detector localizado em um satélite.

Inicialmente, eles acharam alguns pósitrons de baixa energia relativamente comuns, que são a anti-matéria equivalente aos elétrons. Essas partículas são produzidas pelo que os cientistas chamam de fontes secundarias – principalmente as colisões entre os prótons dos raios cósmicos e os átomos que estão à deriva no espaço.

No entanto, o Dr. Picozza e a sua equipe descobriram pósitrons de alta energia. Esses são mais interessantes porque devem ter sido produzidos por fontes primarias como estrelas exóticas ou, talvez, desintegração de matéria escura. De fato, os pesquisadores constataram que, pelas energias mais altas que eles puderam medir, a proporção entre pósitrons e elétrons era bem maior que a existente entre baixas energias.

O que, exatamente, pode ter causado esse crescimento é outro mistério. Uma possibilidade seria uma estrela com extrema densidade de nêutrons e grande rotação chamada de “pulsar”. Ou um microquasar, um sistema no qual um estrela similar a um sol e um estrela de nêutrons orbitam uma em torno da outra. O fenômeno também poderia ser explicado pela aniquilação da matéria escura, de acordo com os físicos.

A matéria escura tem sido objeto de várias interrogações por parte dos físicos. Uma das explicações mais aceitas é a que ela consiste de partículas com massa de fraca interação, também conhecidas como “wimps” (do inglês weakly interacting massive particles). Como o nome sugere, elas têm massa, o que faz com sua presença seja percebida pela gravidade. Denominando-as de “interações fracas”, os físicos querem dizer que as partículas experimentam outra das quatro forças fundamentais, isto é, a força nuclear fraca, que é responsável pela queda da radioatividade.

O Dr. Picozza e sua equipe avaliam que os pósitrons de alta energia detectados por eles podem vir de um wimp que foi aniquilado pela colisão com um anti-wimp ou simplesmente se enfraqueceu (como acontece com muitas partículas, com o tempo). Agora, eles estão usando o detector do satélite para examinar o que acontece mesmo nas altas energias. Isso deve ajudá-los a distinguir melhor as diferentes explicações.

Se alternativas puderem ser excluídas, isso representará o sinal mais recente descoberto sobre a matéria escura. Outras possíveis visões incluem registros de colisões entre grupos de galáxias que aparentemente teriam separado a matéria escura do seu complemento visível. De fato, muitos físicos agora suspeitam que ela fornece a base sobre a qual a matéria visível é estruturada.

Quando o LHC (maior acelerador de partículas do mundo) começar a funcionar, em setembro próximo, o laboratório europeu de estudos de partículas físicas, localizado em Genebra, deverá fornecer mais pistas. Que o universo está repleto de uma matéria que as pessoas não podem ver – matéria que simplesmente passa por quase tudo sem ser detectado – é difícil de aceitar. Mas as evidências de que isso seja verdade estão cada vez mais fortes.