Uma nova teoria desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Sheffield (Inglaterra) propõe que a misteriosa substância responsável por manter as galáxias unidas pode estar naturalmente “em sintonia” com uma quinta dimensão oculta. A pesquisa busca ajudar a explicar um dos maiores mistérios da ciência moderna: a verdadeira natureza da matéria escura.
A matéria escura é estudada por cientistas há décadas e também inspira obras de ficção científica. Ela aparece, por exemplo, como vórtices capazes de destruir planetas em “Jornada nas Estrelas” e como a “poeira” que sustenta o multiverso na trilogia de fantasia “Fronteiras do Universo”, de Philip Pullman. Apesar disso, continua sendo um dos maiores problemas em aberto da física.
Embora nunca tenha sido observada diretamente, os cientistas têm convicção de que essa espécie de substância existe devido ao seu intenso efeito gravitacional. Ela atua como uma espécie de “cola cósmica” invisível, responsável por manter as galáxias coesas, mas sua composição e propriedades permanecem desconhecidas.
Modelo avança além de pesquisas anteriores
- A hipótese de que a substância possa existir em uma dimensão extra e oculta já vinha sendo explorada nos últimos anos;
- Agora, pesquisadores da Universidade de Sheffield afirmam ter dado um passo além com um novo modelo teórico;
- O estudo, publicado na Physical Review D, propõe uma explicação para o comportamento da matéria escura e para a dificuldade encontrada pelos cientistas em detectá-la;
- Segundo o modelo, a matéria escura existiria em uma dimensão extra escondida ao lado de uma partícula portadora de força conhecida como fóton escuro. A teoria afirma que a geometria e o formato específicos dessa dimensão fazem com que as massas dessas partículas se alinhem de maneira precisa;
- Esse alinhamento produziria um fenômeno chamado de ressonância da matéria escura, comparado pelos pesquisadores ao funcionamento de um instrumento musical que vibra intensamente quando alcança exatamente a nota correta.
Geometria da dimensão oculta explicaria a ressonância da matéria escura
O Dr. Yu-Dai Tsai, pesquisador sênior da Royal Society Dorothy Hodgkin na Universidade de Sheffield, afirmou ao Phys.org que a ressonância da matéria escura já é considerada uma ideia importante para compreender tanto sua origem quanto as formas de detectá-la.
“A ressonância da matéria escura já é conhecida como uma ideia poderosa, com potencial para mudar nossa compreensão de como a matéria escura foi produzida no início do universo e de como a procuramos hoje”, disse.
Segundo o pesquisador, os modelos anteriores tratavam essa ressonância apenas como uma hipótese previamente assumida.
“Mas muitos modelos anteriores de matéria escura ressonante trataram a ressonância como uma suposição. Este trabalho fornece uma possível origem mais profunda para ela: a ressonância pode vir diretamente da geometria das dimensões ocultas.”
Tsai também afirmou que esse mecanismo poderia explicar por que a matéria escura interagia de forma muito mais intensa em períodos fundamentais da história do Universo, permanecendo praticamente imperceptível atualmente.
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“Essa ressonância pode tornar as interações da matéria escura muito mais fortes em épocas cruciais da história cósmica, como no início do Universo. É fundamental que o modelo permita essas interações fortes no passado enquanto ainda explica por que a matéria escura parece tão inerte e difícil de detectar hoje.”
Os pesquisadores destacam ainda que, embora a matéria escura ressonante e as dimensões extras já tenham sido investigadas separadamente em trabalhos anteriores, esses modelos exigiam um ajuste extremamente preciso das massas das partículas para que a teoria funcionasse.
O novo estudo propõe que esse alinhamento não seria uma coincidência nem dependeria de um ajuste manual, mas surgiria naturalmente da própria estrutura matemática da dimensão oculta.
Pesquisa pode ampliar conhecimento sobre o Universo
Para Tsai, compreender essa substância misteriosa representaria um avanço significativo para a ciência. “Compreender a matéria escura representaria um avanço profundo no conhecimento da humanidade sobre o cosmos e do que ele é feito”, afirmou.
Ele acrescentou que o novo modelo oferece novos caminhos para futuras investigações. “Nossa pesquisa oferece aos físicos novos alvos claros na busca pela matéria escura, ao mesmo tempo em que conecta duas das maiores ideias da física fundamental: o mistério da matéria escura e a existência de dimensões ocultas.”
Além das implicações para o entendimento do Universo, os pesquisadores destacam que a busca pela matéria escura também impulsiona o desenvolvimento de tecnologias com aplicações práticas.
Entre elas estão detectores ultrassensíveis, sistemas de criogenia, eletrônica de baixo ruído e tecnologias de medição quântica, que podem contribuir para avanços em áreas, como medicina, computação e comunicações globais.
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