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Enxergando o que é Escuro

julho 9, 2012

Olá pessoas, Random Man falando!

Filamento de matéria escura entre os aglomerados Abell 222 e 223. Créditos da imagem de Jörg Dietrich, University of Michigan/University Observatory Munich.

Depois de toda a inquietação quanto a descoberta de uma partícula compatível com o Bóson de Higgs, temos essa semana outra notícia quente na Física. Foi publicado na Nature[1] um trabalho onde foi feita a detecção de um “filamento” de matéria escura.

A matéria escura, assim como a energia escura, é um dos problemas mais interessantes da cosmologia moderna. A idéia por tras dela é que as equações de Einstein da relatividade geral descrevem como objetos como galáxias, planetas e estrelas devem se distribuir no universo, já que a principal força atuando nessa escala de distância é a gravidade.

O problema da matéria escura surge quando observamos a velocidade de rotação das galáxias. Se considerarmos apenas a massa dos objetos visíveis, como nuvens de gás e estrelas, as galáxias estão rodando mais rápido do que deveriam. Isso nos leva a imaginar que deve haver mais massa do que a que é visível. Só que quando eu falo em mais massa do que o visível, é muito mais massa mesmo, já que matéria “normal” seria algo em torno de apenas 10% do que compõe uma galáxia.

Lente Gravitacional. Ilustração: Google/NASA

Além disso, existe um efeito chamado de lente gravitacional, onde uma concentração de massa deflete luz, de forma parecida com uma lente dessas que você encontra em óculos ou câmeras. O efeito de lente gravitacional também permite observar que em algumas galáxias devem possuir mais massa do que é visível.

O nome matéria escura surge do fato dessa porção de matéria que deveria estar lá, mas ninguém consegue enxergar. Então, como detectar algo que não interage com a luz? É uma pergunta que vinha sem pergunta resposta até bem pouco tempo.

Nesse trabalho da Nature, um grupo de pesquisadores conseguiu pela primeira vez observar diretamente um filamento de matéria escura. Mas como detectar essa matéria que não interage com a luz? Usando o efeito de lente gravitacional. Só que para conseguir ter um efeito forte o suficiente para ser observável, foi necessário encontrar um bom candidato, no caso um filamento gigantesco entre os aglomerados de galáxias Abell 222 e Abell 223. Apesar de não haver muita matéria visível nessa região do espaço, pela distorção causada no caminho da luz de galáxias entre a terra e o filamento, foi possível estimar a massa desse filamento como algo em torno de 1013 a massa do sol. Para fins de comparação, a massa das galáxias é algo em torno de  1014massas solares. Então esse pequeno filamento entre as galáxias possui algo em torno de 10% da massa total delas!

Apesar de ser uma descoberta incrível, a observação de matéria escura traz mais perguntas do que soluções. Afinal de contas, apesar de sermos capazes de detectar matéria escura em grandes aglomerados, não sabemos o que a compõe. Muitas hipóteses são populares, como por exemplo a existência de toda uma nova classe de partículas, os “wimps”, que interagiriam com campo gravitacional mas não com campo eletromagnético/luz; a hipótese da existência de buracos negros primordiais, que seriam mini-buracos que teriam surgindo nos momentos iniciais após o Big Bang que são pequenos demais para serem observados pelos efeitos típicos como radiação Hawking; ou a hipótese de que a gravitação de Einstein precise de correções.

Até que algum dos multiplos experimentos que pretendem detectar esses candidatos da matéria escura comecem a apresentar resultados, trata-se de uma das grandes questões da Física moderna.


ResearchBlogging.org

[1] Dietrich JP, Werner N, Clowe D, Finoguenov A, Kitching T, Miller L, & Simionescu A (2012). A filament of dark matter between two clusters of galaxies Nature DOI: 10.1038/nature11224

5 Curiosidades sobre a Matéria Escura
http://physicsact.wordpress.com/2012/07/06/5-curiosidades-sobre-materia-escura/

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10 Comentários leave one →
  1. julho 10, 2012 1:17 am

    Muito bom o texto, mesmo eu de física não entendo nada terminei a leitura com menos interrogações do que exclamações!

    Apenas uma colocação, na frase: “É uma pergunta que vinha sem pergunta até bem pouco tempo.”

    Não seria uma pergunta que vinha sem resposta?

    Um abraço.

    • random man permalink*
      julho 10, 2012 1:37 am

      Mudança feita, obrigado pela correção Felipe.

  2. julho 11, 2012 5:20 pm

    Ainda tenho esperanças que esse seja um efeito de referencial acelerado! Será que o Serginho consegue escrever um texto falando disso para meninos de rua?

    • random man permalink*
      julho 11, 2012 5:31 pm

      Posso tentar ver com ele. Pelo que eu me lembro, ele estava trabalhando com energia escura, mas não sei de maiores detalhes.

  3. julho 12, 2012 9:25 pm

    Eu ouvi dizer que a matéria escura poderia ser matéria “normal” em um universo paralelo, partindo do principio de que a gravidade poderia interferir em outros universos adjacentes. Assim, nossa matéria somada à matéria do(s) outro(s) universo(s) poderiam “ser” a matéria escura. Isso realmente é uma possibilidade? E se for, é provável (existem evidências para tal)?

    • random man permalink*
      julho 12, 2012 9:41 pm

      A idéia de múltiplos universos se origina da mecânica quântica, e os possíveis universos paralelos não conseguiriam se afetar, tanto que os defensores da idéia até hoje tem dificuldades em montar cenários experimentais pra testar a hipótese. Assim, é pouco provável que matéria em um universo conseguisse provocar esse tipo de efeito em outro universo.

      O grande problema da hipótese de múltiplos universos é que ela não surge de experimento, e sim da necessidade de interpretar a teoria quântica. É um bom assunto para futuros posts!

      • julho 13, 2012 1:18 am

        Eu vi Neil Tyson falando sobre isso em um vídeo. Ele disse que acreditava nessa hipótese (não por evidências mas sim por simples identificação *já que somos muito ignorantes nesse assunto*). Segundo o Tyson, “se fizermos os cálculos, a gravidade pode permear a membrana de um universo e ser sentido através da membrana do universo adjacente”. Aqui está o link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=yPKDercHvvc&feature=plcp
        Obrigado por responder, abraços e parabéns pelo blog!!

    • ddimensoes permalink*
      julho 13, 2012 1:28 pm

      O que o Felipe está se referindo é Matéria Escura em dimensões extras. Muitos modelos de Branas são exatamente assim. Não tem a ver com os múltiplos universos da física quântica. E, uma vez que interage gravitacionalmente, é em princípio testável.

  4. julho 17, 2012 6:18 pm

    Muito interessante a matéria! mas algo me deixou realmente curioso, eu pensava que a massa do sol era desprezível em comparação a massas de galaxias, sabendo que é estimado em nossa modesta Via Láctea devam existir umas duzentos bilhões de estrelas. Enfim espero não ter falado uma groselha galáctica já que não sou da área de física ! rsrs Otimo blog !

    • ddimensoes permalink*
      agosto 13, 2012 1:24 pm

      Mas é isso mesmo, a massa do sol é quase nada. O número lá é 10 elevado a 13, ou 10000000000000 vezes a massa do sol.

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