Até o momento, os cientistas não foram capazes de provar inequivocamente a existência de "matéria escura", que supostamente consiste na maior parte de nosso universo.
A "matéria escura" que envolve as galáxias em todo o universo é invisível porque não reflete a luz. Sua presença só pode ser notada pelo efeito gravitacional que exerce sobre planetas e estrelas.
Apesar de um experimento de US $ 2 bilhões realizado na Estação Espacial Internacional e mostrando sinais da existência de "matéria escura", ele nunca foi observado diretamente.
Buracos no céu
O primeiro indício de que algo estava errado no cálculo da massa do Universo surgiu em meados da década de 30 do século XX. O astrônomo suíço Fritz Zwicky mediu a velocidade com que as galáxias do aglomerado Coma (e este é um dos maiores aglomerados conhecidos por nós, inclui milhares de galáxias) orbitando um centro comum.
O resultado foi desanimador: as velocidades das galáxias acabaram sendo muito mais altas do que se poderia esperar com base na massa total observada do aglomerado. Isso significava que a verdadeira massa do Aglomerado Coma era muito maior do que a massa visível. Mas a principal quantidade de matéria presente nesta área do Universo, por algum motivo, permanece invisível e inacessível para observação direta, manifestando-se apenas gravitacionalmente, ou seja, apenas como massa.
40 anos após o trabalho de Zwicky, na década de 70, a astrônoma americana Vera Rubin estudou a velocidade de rotação em torno do centro galáctico da matéria localizado na periferia das galáxias. As medições mostraram que para muitas galáxias essa velocidade permanece quase constante a uma distância muito significativa do centro.
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Esses resultados podem ser interpretados de apenas uma maneira: a densidade da matéria em tais galáxias não diminui quando se move do centro, mas permanece quase inalterada. Uma vez que a densidade da matéria visível (contida nas estrelas e no gás interestelar) cai rapidamente em direção à periferia da galáxia, a densidade ausente deve ser fornecida por algo que nós, por algum motivo, não podemos ver.
Paradoxo galáctico
Para uma explicação quantitativa das dependências observadas da taxa de rotação na distância ao centro das galáxias, é necessário que esse "algo" invisível seja cerca de 10 vezes maior do que a matéria visível normal. Esse "algo" foi chamado de "matéria escura" e ainda continua sendo o mistério mais intrigante da astrofísica.
Outra evidência importante da presença de "matéria escura" em nosso mundo vem de cálculos que simulam a formação de galáxias, que começou cerca de 300 mil anos após o início do Big Bang. A matéria simplesmente não deveria ter se acumulado nas galáxias, o que nós, entretanto, observamos na era moderna. Esse problema foi chamado de paradoxo galáctico e por muito tempo foi considerado um sério argumento contra a teoria do Big Bang.
No entanto, se assumirmos que as partículas de matéria comum no Universo primitivo foram misturadas com partículas de "matéria escura" invisível, então nos cálculos tudo se encaixará.
Acontece que o familiar e aparentemente estudado com os detalhes do mundo visível, que recentemente consideramos quase compreendido, é apenas um pequeno acréscimo a algo em que o Universo realmente consiste.
Mundo espelho
Em 1995, o Telescópio Hubble notou que uma das estrelas da Grande Nuvem de Magalhães brilhou mais forte. Esse brilho durou mais de três meses, mas então a estrela voltou ao seu estado natural. E seis anos depois, um objeto mal luminoso apareceu ao lado da estrela. Foi uma anã fria que, passando 600 anos-luz da estrela, criou uma lente gravitacional que amplifica a luz. Cálculos mostraram que a massa deste anão é apenas 5-10% da massa do Sol.
Finalmente, a teoria geral da relatividade vincula inequivocamente a taxa de expansão do Universo com a densidade média da matéria nele contida. Se na realidade a densidade do Universo é exatamente igual à densidade crítica, isso não pode ser uma coincidência acidental, mas é uma consequência de alguma propriedade fundamental de nosso mundo, que ainda não foi compreendida e compreendida.
No entanto, a nova teoria afirma que a "matéria escura" pode conter um "mundo espelho" que pode mudar nossa compreensão do universo.
O Telescópio Planck coletou dados sobre os tempos que se seguiram ao Big Bang 13,8 bilhões de anos atrás, mostrando que alguma matéria misteriosa constitui 26,8 por cento da matéria no universo - mais do que se pensava anteriormente.
A matéria comum - galáxias e planetas, que podemos observar diretamente, é de apenas 4,9%. E tudo o mais é ainda mais misteriosa “energia escura”, que, segundo os cientistas, é a responsável pela expansão do Universo.
Um novo fenômeno
Este ano, uma equipe internacional de pesquisadores anunciou que um detector de raios cósmicos a bordo da ISS detectou o primeiro sinal da existência de "matéria escura".
Esses resultados surgiram quando o Espectrômetro Magnético Alfa (AMS), lançado ao espaço há dois anos, descobriu sinais de um novo fenômeno físico que poderia ser matéria estranha e desconhecida até o momento.
As conclusões dos cientistas são baseadas no excesso observado de pósitrons - partículas subatômicas carregadas positivamente. A explosão detectada de pósitrons poderia ser criada pela morte de "matéria escura" - uma substância tão central em nosso universo que determina o arranjo de estrelas e planetas.
A solução definitiva para o mistério do aparecimento da matéria misteriosa pode abrir áreas de estudo completamente novas para nós, incluindo a possibilidade da existência de múltiplos universos e outras dimensões.
