O Universo ainda esconde muitos mistérios, e entre eles, a matéria escura permanece um dos mais intrigantes. Esta substância invisível compõe a maior parte da matéria cósmica, influenciando a rotação das galáxias e a estrutura em grande escala do cosmos, sem que saibamos precisamente do que é feita.
Os trabalhos recentes do professor Stefano Profumo, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, trazem novos esclarecimentos sobre suas origens possíveis, apoiando-se em teorias físicas bem estabelecidas, mas levadas ao extremo.
Num primeiro estudo publicado na
Physical Review D, Profumo explora a hipótese de um 'setor oculto' do Universo, uma espécie de mundo espelho dotado de suas próprias partículas e forças, invisível para nós, mas obedecendo às mesmas leis físicas.
Inspirado pela cromodinâmica quântica, que descreve como os quarks estão ligados em prótons e nêutrons, este cenário postula a existência de 'quarks escuros' e 'glúons escuros' formando partículas compostas massivas. Sob certas condições primordiais, estas últimas poderiam colapsar gravitacionalmente em minúsculos buracos negros estáveis, explicando assim a matéria escura sem necessitar de novas partículas exóticas detectáveis.
Um segundo estudo do mesmo autor, também publicado na
Physical Review D, debruça-se sobre um mecanismo diferente: a produção de matéria escura pela expansão acelerada do Universo primordial. Profumo utiliza a teoria quântica de campos em espaço-tempo curvo para mostrar que o horizonte cosmológico, análogo ao de um buraco negro, poderia ter 'irradiado' partículas estáveis durante uma fase de expansão rápida.
Esta abordagem, puramente gravitacional, não se baseia em nenhuma interação suposta com a matéria ordinária e oferece uma gama de massas possíveis para a matéria escura, enriquecendo os modelos convencionais sob pressão face aos resultados experimentais negativos.
Estas duas teorias, embora especulativas, inscrevem-se numa tradição de pesquisa na UC Santa Cruz, onde a interconexão entre teoria e observação há muito é valorizada. Profumo salienta que elas permanecem ancoradas em físicas conhecidas, como as teorias de calibre ou a relatividade geral, ao mesmo tempo que abrem novas perspectivas para ligar a física de partículas aos fenômenos cosmológicos.
As implicações destes trabalhos poderiam ser profundas, oferecendo quadros testáveis para as futuras observações cosmológicas e as experiências de física de altas energias. Ao explorar ideias audaciosas mas calculáveis, o pesquisador deseja avançar nossa compreensão do Universo escuro, sem recorrer a hipóteses ad hoc, respeitando os princípios fundamentais da ciência.
Fonte: Physical Review D