O que é matéria escura?

Saber o que é matéria escura significa compreender uma substância invisível que não emite, reflete ou absorve luz. Ela compõe a maior parte da matéria do cosmos e sua presença é percebida unicamente pelos efeitos da gravidade sobre as estrelas e as galáxias.

O que é matéria escura e como ela age no espaço?

Tudo o que vemos diariamente é feito de matéria bariônica. Isso inclui átomos comuns presentes no ar, na água, nas pedras, nos seres vivos e até nas estrelas distantes.

A matéria escura não faz parte dessa família comum. Os físicos sabem que ela não interage com a força eletromagnética. Por causa disso, ela não produz claridade nem bloqueia a luz emitida por outros objetos.

Ela funciona como um grande esqueleto invisível no cosmos. As partículas dessa substância mantêm as galáxias unidas com sua atração gravitacional. Sem essa força extra, estrelas em alta velocidade escapariam para o vazio.

O termo carrega a palavra “escura” justamente por essa ausência de sinal visual. Os telescópios ópticos ou de rádio não conseguem registrar imagens diretas dela. Apenas sua massa denuncia sua localização no espaço.

Como os cientistas descobriram a presença da matéria escura?

Na década de 1930, o astrônomo Fritz Zwicky observou o Aglomerado de Coma. Ele calculou a massa visível das galáxias e a velocidade com que elas se moviam.

Os cálculos revelaram que as galáxias se deslocavam rápido demais. A quantidade de estrelas visíveis não gerava gravidade suficiente para mantê-las presas no grupo. Zwicky deduziu que existia uma quantidade enorme de matéria invisível atuando ali.

Anos mais tarde, na década de 1970, a astrônoma Vera Rubin confirmou o fenômeno. Ela mediu a rotação de estrelas nas bordas de galáxias espirais individuais.

Pelas leis da física clássica, estrelas distantes do centro galáctico deveriam girar com menor rapidez. Rubin constatou que a velocidade permanecia constante mesmo nas regiões mais externas. Uma nuvem maciça invisível precisava envolver essas galáxias para justificar o movimento.

Outra prova robusta veio com as lentes gravitacionais. A teoria da relatividade geral mostra que corpos densos curvam a trajetória da luz ao redor deles. Astrônomos observam a luz de galáxias de fundo distorcida por aglomerados sem matéria visível equivalente.

Qual a porcentagem de matéria escura no universo?

Os dados da missão espacial Planck, da Agência Espacial Europeia, mapearam a radiação cósmica de fundo. Esse trabalho revelou a composição detalhada do cosmos atual.

Cerca de 27% de todo o universo corresponde a matéria escura. A matéria comum, formada por tudo o que conhecemos em tabelas periódicas, representa apenas 5% da composição total.

O restante, cerca de 68%, consiste em energia escura. Quando consideramos apenas o total de matéria existente no cosmos, a fração escura representa aproximadamente 85% de toda a massa existente.

A matéria visível funciona como uma fina casca brilhante sobre uma gigantesca estrutura invisível. A física contemporânea ainda busca decifrar qual partícula forma essa imensa reserva de massa.

Qual a diferença entre matéria escura e energia escura?

Apesar de compartilharem o adjetivo, matéria escura e energia escura exercem papéis opostos na evolução cósmica. Essa distinção costuma gerar confusão comum entre leitores iniciantes.

A matéria escura atrai o tecido espacial e os corpos ao redor. Sua função gravitacional atua como uma âncora que condensa nuvens de gás e mantém aglomerados de galáxias agrupados.

A energia escura atua no sentido contrário. Ela funciona como uma pressão que acelera a expansão contínua do espaço. Enquanto a matéria tenta aproximar as estruturas, a energia empurra tudo para longe.

Existe também uma dúvida frequente sobre a diferença geral entre matéria e energia. A matéria possui massa mensurável e ocupa espaço físico, enquanto a energia representa a capacidade de gerar transformações ou realizar trabalho.

Quanto custa a matéria escura?

Muitas buscas na internet questionam o preço comercial dessa substância cósmica. A matéria escura não possui preço de mercado e não pode ser comercializada em nenhum laboratório do planeta.

Essa dúvida surge de uma confusão frequente com a antimatéria. A antimatéria é feita de partículas reais com cargas opostas às usuais e pode ser produzida em aceleradores de partículas em quantidades ínfimas.

A produção de pequenas frações de grama de antimatéria consome bilhões de dólares em energia e tecnologia. Por essa razão, a antimatéria recebeu o título popular de substância mais cara do mundo.

A matéria escura sequer foi capturada pelo ser humano. Como não sabemos sua composição básica exata, não existe método para armazenar, minerar ou comercializar amostras dessa substância.

O universo ainda está em expansão?

O universo continua se expandindo de maneira ininterrupta. Medições astronômicas de supernovas distantes comprovaram que essa velocidade de dilatação está aumentando ao longo das eras cósmicas.

No início do cosmos, a gravidade da matéria predominava sobre distâncias curtas. Com a dilatação contínua do espaço, a densidade de matéria caiu gradativamente.

A energia escura manteve sua força constante por unidade de volume. Dessa forma, ela assumiu o controle da dinâmica cósmica nos últimos bilhões de anos, acelerando o afastamento entre aglomerados.

A matéria escura desacelera a dispersão interna dentro de cada galáxia individual. Em escala global, contudo, a energia escura continua vencendo o cabo de guerra cósmico.

O que os experimentos buscam atualmente?

Pesquisadores utilizam detectores subterrâneos profundos para flagrar possíveis partículas candidatas. Esses tanques contêm gases nobres liquefeitos protegidos contra a radiação cósmica externa por quilômetros de rochas sólidas.

A hipótese mais testada envolve as partículas massivas que interagem fracamente, conhecidas pela sigla WIMPs. Os aparelhos esperam registrar colisões raras entre essas partículas e núcleos atômicos comuns.

Outra aposta teórica forte reside nos áxions. Os áxions seriam partículas extremamente leves originadas em transições do cosmos primordial. Experimentos com cavidades magnéticas tentam converter áxions hipotéticos em fótons detectáveis.

O Grande Colisor de Hádrons, no CERN, também simula colisões em alta energia na tentativa de produzir partículas desconhecidas. O desequilíbrio na conservação de energia após uma colisão indicaria a fuga de matéria invisível.

Resumindo

A matéria escura é uma substância invisível que representa cerca de 27% de todo o cosmos. Os astrônomos detectam sua existência ao medir a rotação veloz de galáxias e a curvatura da luz no espaço. Ela atua atraindo a matéria pela gravidade, diferentemente da energia escura que expande o cosmos em ritmo acelerado. Experimentos subterrâneos e colisores buscam identificar a partícula exata responsável por essa massa oculta.