Teoria desafia o que se sabe sobre matéria escura

Observações feitas em mais de 150 galáxias endossam proposta alternativa que revisa conceitos de Newton e de Einstein sobre a gravidade

O melhor exemplo das observações feitas é o da galáxia Girassol (NGC 5055), com o campo externo mais forte entre as galáxias Sparc. Sua curva de rotação bem medida mostra um comportamento de declínio moderado em distâncias radiais maiores e pode ser modelado com precisão apenas com um efeito de campo externo. Crédito: Creative Commons

Um grupo internacional de cientistas divulgou uma pesquisa afirmando que uma ideia rival da popular hipótese da matéria escura prevê com mais precisão um fenômeno galáctico que parece desafiar as regras clássicas da gravidade. Suas descobertas foram publicadas recentemente na revista “The Astrophysical Journal”.

A ideia apresentada é significativa, dizem os astrofísicos, porque estabelece ainda mais a hipótese – chamada de dinâmica newtoniana modificada (Mond, na sigla em inglês), ou “gravidade modificada” – como uma explicação viável para um dilema cosmológico: que as galáxias parecem resistir às regras de gravidade há muito aceitas traçadas por Isaac Newton no final dos anos 1600.

O mistério: por décadas, medimos mais atração gravitacional no espaço do que pensamos que deveríamos – e que não há matéria visível ou conhecida suficiente para explicar tudo. Portanto, os proponentes da matéria escura teorizam que a maior parte do universo conhecido é na verdade feito de material que não interage com a luz, tornando-o invisível e indetectável. Mas esse material seria responsável por grande parte da atração gravitacional entre as galáxias. É a teoria predominante há quase 50 anos.

Regras ligeiramente alteradas

A teoria Mond, uma contraexplicação apresentada pelo físico Mordehai Milgrom, do Instituto Weizmann (Israel), no início dos anos 1980, diz que essa atração gravitacional existe porque as regras da gravidade são ligeiramente alteradas.

Em vez de atribuir o excesso de atração gravitacional a uma matéria escura invisível e indetectável, a Mond sugere que a gravidade em baixas acelerações é mais forte do que seria previsto por um entendimento newtoniano puro. Além disso, a Mond fez uma previsão ousada: os movimentos internos de um objeto no cosmos não deveriam depender apenas da massa do próprio objeto, mas também da atração gravitacional de todas as outras massas no universo. Essa atração é chamada de “efeito de campo externo” (EFE, na sigla em inglês).

Milgrom disse que as descobertas, se confirmadas de forma robusta, seriam “a arma fumegante de que as galáxias são governadas por dinâmicas modificadas em vez de obedecer às leis de Newton e da relatividade geral”.

Galáxias testadas

Stacy McGaugh, da Case Western Reserve University (EUA), e seus colaboradores, liderados por Kyu-Hyun Chae, da Universidade Sejong (Coreia do Sul), dizem que detectaram esse EFE em mais de 150 galáxias estudadas.

“O efeito de campo externo é uma assinatura única da Mond que não ocorre na gravidade de Newton-Einstein”, disse McGaugh. “Isso não tem analogia na teoria convencional com a matéria escura. A detecção desse efeito é um verdadeiro incômodo.”

A equipe de seis astrofísicos e astrônomos inclui o autor principal Chae e outros colaboradores de Reino Unido, Itália e Estados Unidos.

“Tenho trabalhado com a hipótese de que a matéria escura existe, então esse resultado realmente me surpreendeu”, disse Chae. “Inicialmente, eu estava relutante em interpretar nossos próprios resultados em favor da Mond. Mas agora não posso negar o fato de que os resultados, como estão, apoiam claramente a Mond em vez da hipótese da matéria escura.”

Analisando galáxias em rotação

O grupo analisou 153 curvas de rotação de galáxias de disco como parte de seu estudo. As galáxias foram selecionadas do banco de dados Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (Sparc), criado por outro colaborador, Federico Lelli, durante seus estudos de pós-doutorado na Case Western Reserve, McGaugh e o coautor James Schombert, da Universidade do Oregon (EUA).

Além de Chae, McGaugh, Lelli e Schombert, os autores da pesquisa foram Pengfei Li, da Case Western Reserve, e Harry Desmond, da Universidade de Oxford (Reino Unido).

Os cientistas disseram que deduziram a EFE observando que as galáxias em campos externos fortes diminuíram (ou exibiram curvas de rotação decrescentes) com mais frequência do que as galáxias em campos externos mais fracos. Isso foi previsto apenas pela Mond.

Lelli disse que estava cético com os resultados a princípio “porque o efeito de campo externo nas curvas de rotação deve ser muito pequeno. Passamos meses verificando várias sistemáticas. No final, ficou claro que tínhamos uma detecção real e sólida”.

Segundo McGaugh, o ceticismo faz parte do processo científico. Por isso, ela entende a relutância de muitos cientistas em considerar a Mond como uma possibilidade.

“Eu vim do mesmo lugar que os da comunidade da matéria escura”, disse ele. “Dói pensar que poderíamos estar tão errados. Mas Milgrom previu isso há mais de 30 anos com a Mond. Nenhuma outra teoria antecipou o comportamento observado.”

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