A quantidade de matéria escura no Universo diminuiu cerca de 2-5%, o que pode explicar as discrepâncias nos valores de alguns parâmetros cosmológicos importantes durante o Big Bang e hoje, dizem cosmologistas russos em um artigo publicado na revista Physical Review D.
“Vamos imaginar que a matéria escura consiste em vários componentes, como a matéria comum. E um componente consiste em partículas instáveis, cujo tempo de vida é bastante longo: na época da formação do hidrogênio, centenas de milhares de anos após o Big Bang, eles ainda estão no Universo, e hoje já desapareceram, decaindo em neutrinos ou partículas relativísticas hipotéticas. Então, a quantidade de matéria escura no passado e hoje será diferente”, disse Dmitry Gorbunov, da Phystech de Moscou, citado pelo serviço de imprensa da universidade.
A matéria escura é uma substância hipotética que se manifesta exclusivamente por meio da interação gravitacional com galáxias, introduzindo distorções em seus movimentos. Partículas de matéria escura não interagem com nenhum tipo de radiação eletromagnética e, portanto, não podem ser detectadas durante observações diretas. A matéria escura é responsável por cerca de 26% da massa do Universo, enquanto a matéria "comum" é responsável por apenas 4,8% de sua massa - todo o resto recai sobre a energia escura igualmente misteriosa.
Observações da distribuição da matéria escura nos cantos mais próximos e distantes do universo, realizadas com telescópios terrestres e a sonda Planck, revelaram recentemente uma coisa estranha - descobriu-se que a taxa de expansão do Universo e algumas propriedades do "eco" do Big Bang no passado distante e hoje são marcadamente diferentes. Por exemplo, hoje as galáxias se afastam umas das outras muito mais rápido do que os resultados da análise da radiação da relíquia.
Gorbunov e seus colegas encontraram uma possível razão para isso.
Há um ano, um dos autores do artigo, o Acadêmico Igor Tkachev do Instituto de Física Nuclear da Academia Russa de Ciências de Moscou, formulou a teoria da chamada matéria escura em decomposição (DDM), na qual, em contraste com a teoria geralmente aceita de "matéria escura fria" (CDM), parte ou toda ela as partículas são instáveis. Essas partículas, como sugerido por Tkachev e seus associados, raramente se decompõem o suficiente, mas em quantidades perceptíveis para gerar desvios entre o Universo jovem e o moderno.
Em seu novo trabalho, Tkachev, Gorbunov e seu colega Anton Chudaykin tentaram calcular quanta matéria escura teve que se decompor usando dados coletados por Planck e outros observatórios que estudaram a radiação cósmica de fundo em microondas e as primeiras galáxias no universo.
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Como seus cálculos mostraram, o decaimento da matéria escura pode realmente explicar porque os resultados das observações desta substância com o "Planck" não correspondem aos dados das observações dos aglomerados de galáxias mais próximos.
Curiosamente, isso requer a decadência de uma quantidade relativamente pequena de matéria escura - de 2,5 a 5% de sua massa total, cuja quantidade é quase independente de quais propriedades fundamentais o universo deveria ter. Agora, como explicam os cientistas, toda essa matéria decaiu, e o resto da matéria escura, estável na natureza, se comporta conforme descrito pela teoria do MDL. Por outro lado, também é possível que continue a se desintegrar.
“Isso significa que no universo de hoje há 5% menos matéria escura do que havia na era da formação das primeiras moléculas de hidrogênio e hélio após o nascimento do universo. Já que não podemos dizer com que rapidez essa parte instável se desintegrou, é possível que a matéria escura continue se decompondo mesmo agora, embora este já seja outro modelo muito mais complexo”, conclui Tkachev.
