Físicos acreditam que a maioria da matéria no universo é composta de uma substância invisível que só conhecemos pelos seus efeitos indiretos nas estrelas e galáxias que podemos ver.
A natureza da matéria escura tem sido um enigma há muito tempo, mas um novo estudo publicado na Nature Astronomy, liderado por Alfred Amruth da Universidade de Hong Kong e colaboradores, usa a curvatura gravitacional da luz para nos aproximar de uma compreensão.
A razão pela qual acreditamos que a matéria escura existe é que podemos ver os efeitos de sua gravidade no comportamento das galáxias.
A matéria escura parece compor cerca de 85% da massa do universo e a maioria das galáxias distantes que podemos ver parece estar rodeada por um halo dessa substância misteriosa.
Mas é chamada de matéria escura porque não emite luz, nem a absorve ou reflete, o que torna extremamente difícil detectá-la. Acredita-se que a matéria escura seja composta de uma espécie de partícula fundamental desconhecida, mas além disso, não temos certeza. Todas as tentativas de detectar partículas de matéria escura em experimentos de laboratório até agora falharam, e os físicos têm debatido sua natureza por décadas.
Os cientistas propuseram duas hipóteses principais para a matéria escura: partículas relativamente pesadas chamadas de partículas massivas fracamente interativas (ou WIMPs) e partículas extremamente leves chamadas de axiões.
Em teoria, as WIMPs se comportariam como partículas discretas, enquanto os axiões se comportariam mais como ondas devido à interferência quântica.
A curvatura gravitacional da luz em torno de galáxias distantes ofereceu uma pista para distinguir entre essas duas possibilidades. Por exemplo, estudos anteriores examinaram os efeitos da matéria escura de axiões na radiação cósmica de fundo e no comportamento da matéria escura em galáxias anãs.
O novo estudo de Amruth e sua equipe, usando modelagem detalhada, descobriu que o modelo de axiões reproduziu com precisão todas as características do sistema, enquanto o modelo de WIMPs não se parecia muito com a realidade.
Embora esta pesquisa ainda não acabe com o debate científico sobre a natureza da matéria escura, ela abre novas possibilidades para testes e experimentos. Uma melhor compreensão da matéria escura terá implicações sobre o que sabemos da física de partículas e do início do universo. Também pode ajudar a entender melhor como as galáxias se formam e mudam ao longo do tempo.
