Uma nova pesquisa apresenta novas evidências convincentes de que a matéria escura interage com “partículas fantasmas” cósmicas chamadas neutrinos. Se for esse o caso, então esta interação poderá representar um sério desafio para o modelo padrão da cosmologia, o nosso melhor modelo atual do universo.
Neutrinos ganharam seu apelido assustador devido ao fato de que, à medida que essas partículas sem carga e virtualmente sem massa viajam pelo espaço próximo à velocidade da luz, elas quase não interagem com outras partículas, abrindo caminho através de objetos sólidos como planetas. Na verdade, as interações entre essas partículas e outras matérias são tão raras e passageiras que, a cada segundo, cerca de 100 trilhões de neutrinos passam pelo seu corpo sem que você sinta nada. Matéria escura é semelhante; embora represente cerca de 85% da matéria do universo, tudo o que compreende a matéria escura também mal interage com a matéria comum e a luz, se é que interage. Na verdade, a matéria escura efetivamente invisível só pode ser inferida devido à sua interação com a gravidade e ao efeito que isso tem na matéria leve e convencional.
A evidência para esta sugestão potencialmente indutora de mudança de paradigma vem de observações do universo em seu estado atual, conduzidas pela Dark Energy Camera no Telescópio Victor M. Blanco no Chile, de mapas de galáxias criados pelo Sloan Digital Sky Survey e de detalhes do passado distante do universo coletados pelo Atacama Cosmology Telescope (ACT) e pelo Agência Espacial Europeia (ESA) Nave espacial do Telescópio Planck.
Estas observações revelaram que o universo moderno é menos “aglomerado” do que deveria ser. Este enigma cósmico poderia ser explicado pelas interações entre a matéria escura e os neutrinos, o que teria impacto na forma como estruturas cósmicas como as galáxias se formam e evoluem.
“Nossos resultados abordam um quebra-cabeça de longa data na cosmologia. As medições do universo primitivo preveem que as estruturas cósmicas deveriam ter crescido mais fortemente ao longo do tempo do que o que observamos hoje”, disse Eleonora Di Valentino, membro da equipe, da Universidade de Sheffield, em um comunicado. “No entanto, as observações do universo moderno indicam que a matéria está ligeiramente menos aglomerada do que o esperado, apontando para uma ligeira incompatibilidade entre as medições iniciais e tardias. Esta tensão não significa que o modelo cosmológico padrão esteja errado, mas pode sugerir que está incompleto.
“O nosso estudo mostra que as interações entre a matéria escura e os neutrinos podem ajudar a explicar esta diferença, oferecendo uma nova visão sobre como a estrutura se formou no Universo”, acrescentou Di Valentino.
O próximo passo é testar esta ideia, algo que a equipe acredita ser possível usando observações precisas de futuros telescópios de um fóssil cósmico chamado Fundo Cósmico de Microondas (CMB), um resquício de um evento no universo logo após o Big Bang. Os astrônomos também poderiam testar essa teoria usando um efeito específico que objetos de grande massa têm no espaço e, portanto, na luz, um fenômeno chamado “lente gravitacional.” Isso lhes permitiria medir melhor a distribuição da matéria comum e da matéria escura.
“Se esta interação entre a matéria escura e os neutrinos for confirmada, seria um avanço fundamental”, disse William Giarè, membro da equipe, da Universidade do Havaí. “Isso não apenas lançaria uma nova luz sobre uma incompatibilidade persistente entre diferentes sondas cosmológicas, mas também forneceria aos físicos de partículas uma direção concreta, indicando quais propriedades procurar em experimentos de laboratório para ajudar finalmente a desmascarar a verdadeira natureza da matéria escura.”
A pesquisa da equipe foi publicada em 2 de janeiro na revista Astronomia da Natureza.
