O Universo esconde muitos mistérios, e a matéria escura representa um dos maiores enigmas que os cientistas tentam desvendar. Esta substância invisível compõe a maior parte da massa cósmica, mas escapa a qualquer observação direta há décadas.
Uma equipa internacional liderada pela Universidade de Genebra empreendeu o estudo do comportamento desta matéria indescritível em escala cósmica. Os investigadores interessaram-se particularmente pela maneira como a matéria escura reage aos poços gravitacionais, estas deformações do espaço-tempo criadas por objetos massivos como as galáxias.
Ao analisar as velocidades de deslocamento das galáxias através do Universo, conseguiram deduzir como a matéria escura se comporta nas regiões de forte gravidade.
Os resultados publicados na
Nature Communications revelam que a matéria escura parece realmente seguir as equações de Euler, estes princípios matemáticos que descrevem o movimento dos fluidos na física clássica. Esta descoberta indica que esta matéria invisível se desloca nos poços gravitacionais de maneira semelhante à matéria ordinária, respondendo principalmente à força da gravidade. Os investigadores compararam sistematicamente a profundidade dos poços gravitacionais com as velocidades das galáxias para estabelecer esta correspondência.
Estranhamente, o estudo abre também uma porta à existência possível de uma quinta força fundamental que poderia atuar sobre a matéria escura. As análises atuais indicam que, se tal força existe, a sua intensidade não poderia exceder 7% da da gravidade. Esta margem de incerteza motiva a continuação das pesquisas com instrumentos mais sensíveis, capazes de detetar efeitos mais subtis.
As próximas gerações de observatórios cosmológicos como o LSST e o DESI prometem medições ainda mais precisas. Estes instrumentos poderão detetar forças representando apenas 2% da intensidade gravitacional, oferecendo assim uma visão mais fina do comportamento da matéria escura. Esta melhoria técnica poderá permitir decidir definitivamente a questão da existência de interações adicionais afetando esta componente misteriosa do nosso Universo.
Os poços gravitacionais e a estrutura cósmica
Os poços gravitacionais são regiões do espaço-tempo onde a curvatura criada pela massa dos objetos celestes produz um efeito de atração sobre a matéria circundante.
No Universo, estes poços formam-se em torno de qualquer objeto massivo, desde as estrelas aos aglomerados galácticos. Quanto maior for a massa, mais profundo é o poço e mais a sua influência detetável se estende longe no espaço. Galáxias inteiras podem assim ser atraídas para estas regiões de forte densidade gravitacional, moldando a estrutura em grande escala do cosmos.
O estudo do movimento da matéria nestes poços permite aos cientistas mapear a distribuição da massa invisível. Ao observar como as galáxias aceleram ao aproximarem-se destas regiões, os investigadores podem deduzir a presença e o comportamento da matéria escura que domina estas interações.
A compreensão destes mecanismos gravitacionais é essencial para reconstituir a história da formação das estruturas cósmicas. Cada poço gravitacional conta uma parte da evolução do Universo, desde o Big Bang até à estruturação atual do cosmos que observamos hoje.
Fonte: Nature Communications