Matéria escura: estudo sobre sua massa traz novo enigma

Pesquisadores britânicos mostram que a faixa de massa da matéria escura é bem mais estreita do que se pensava, o que pode indicar a existência de uma força desconhecida atuando sobre ela

Concepção artística da Via Láctea. O halo azul do material ao redor da galáxia indica a distribuição esperada da misteriosa matéria escura. Crédito: ESO/L. Calçada

Cientistas da Universidade de Sussex (Reino Unido) calcularam a faixa de massa da matéria escura – e ela é mais estreita do que o mundo científico imaginava. Suas descobertas limitam radicalmente a gama de massas potenciais para partículas de matéria escura e ajudam futuros caçadores de matéria escura a dar foco à sua busca. O estudo já está disponível no site da revista “Physics Letters B”.

O universo visível – como nós, os planetas e as estrelas – responde por 25% de toda a massa do universo. Os 75% restantes são compostos de matéria escura. Sabe-se que a gravidade atua sobre a matéria escura porque é isso que explica a forma das galáxias.

Os pesquisadores usaram o fato estabelecido de que a gravidade atua na matéria escura da mesma forma que atua no universo visível para calcular os limites inferior e superior da massa dessa matéria. Os resultados mostram que a matéria escura não pode ser “ultraleve” ou “superpesada”, como alguns teorizavam, a menos que uma força ainda não descoberta também atue sobre ela.

Atuação da gravidade

A equipe partiu do pressuposto de que a única força atuando na matéria escura é a gravidade e calculou que as partículas de matéria escura devem ter uma massa entre 10-3 eV e 107 eV. Essa é uma faixa muito mais estreita do que o espectro de 10-24 eV a 1019 GeV que geralmente é teorizado.

O que torna a descoberta ainda mais significativa é que se descobrirmos que a massa da matéria escura está fora do intervalo previsto pelos pesquisadores, isso também provará que uma força adicional – bem como a gravidade – atua sobre a matéria escura.

O professor Xavier Calmet, da Escola de Ciências Matemáticas e Físicas da Universidade de Sussex e primeiro autor do artigo, disse: “Esta é a primeira vez que alguém pensou em usar o que sabemos sobre a gravidade quântica como uma forma de calcular a faixa de massa da matéria escura. Ficamos surpresos quando percebemos que ninguém havia feito isso antes – assim como os colegas cientistas que estavam revisando nosso estudo”.

Ele prosseguiu: “O que fizemos mostra que a matéria escura não pode ser ‘ultraleve’ ou ‘superpesada’, como alguns teorizam – a menos que haja uma força adicional ainda desconhecida agindo sobre ela. Esta pesquisa ajuda os físicos de duas formas: focaliza a área de busca pela matéria escura e também ajudará potencialmente a revelar se existe ou não uma força adicional desconhecida misteriosa no universo”.

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