A matéria escura continua sendo um dos maiores enigmas da física moderna. Embora represente cerca de 85% de toda a matéria existente no Universo, ela nunca foi observada diretamente. Agora, um estudo publicado na revista Physical Review D propõe uma hipótese surpreendente: essa substância invisível pode estar se transformando lentamente em partículas relacionadas à gravidade.
Se confirmada, a ideia poderá mudar a forma como cientistas procuram evidências da matéria escura e abrir um novo caminho para compreender a estrutura do cosmos.
Uma nova hipótese para um velho mistério
Até hoje, a maior parte das tentativas de detectar matéria escura concentrou-se em dois métodos principais.
O primeiro utiliza enormes detectores subterrâneos cheios de xenônio líquido ultrarresfriado, projetados para registrar raras interações entre partículas de matéria escura e átomos comuns.
O segundo procura sinais produzidos pela possível aniquilação dessas partículas, principalmente nas regiões centrais da Via Láctea.
Nenhuma dessas abordagens, porém, forneceu evidências conclusivas.
Diante disso, pesquisadores internacionais propõem uma alternativa: em vez de buscar colisões ou aniquilações, talvez seja mais promissor investigar um lento processo de decomposição que ocorreria ao longo do espaço intergaláctico.
Da matéria escura aos grávitons
Segundo o novo modelo teórico, partículas de matéria escura existentes desde os primórdios do Universo poderiam se decompor espontaneamente em grávitons.
Os grávitons são partículas hipotéticas que, caso existam, seriam responsáveis por transmitir a força da gravidade dentro da física quântica.
Apesar de serem previstos por diversas teorias, eles nunca foram detectados diretamente, principalmente porque interagem de forma extremamente fraca com a matéria comum.
Por isso, os cientistas sugerem procurar um efeito indireto produzido por essas partículas.
O efeito Gertsenshtein pode revelar o processo
Para explicar como essa transformação poderia ser observada, os pesquisadores recorreram ao chamado efeito Gertsenshtein.
Segundo esse mecanismo teórico, grávitons que atravessam campos magnéticos extremamente extensos podem se converter em fótons, as partículas que compõem a luz.
Caso isso aconteça, parte da energia originalmente transportada pelos grávitons surgiria na forma de raios gama, radiação de alta energia que pode ser detectada por telescópios espaciais atuais.
Assim, em vez de tentar encontrar diretamente a matéria escura ou os próprios grávitons, os cientistas procurariam o brilho produzido por essa conversão.
A rede cósmica seria o palco ideal
Os autores sugerem que esse processo aconteceria principalmente nos filamentos da chamada rede cósmica.
Essas estruturas gigantescas conectam galáxias e aglomerados galácticos por meio de enormes corredores compostos por gás, poeira e matéria escura.
Juntos, esses filamentos ocupam cerca de 30% do volume observável do Universo.
Embora os campos magnéticos presentes nessas regiões sejam extremamente fracos — aproximadamente um bilionésimo de gauss, muito abaixo dos cerca de 0,5 gauss medidos na superfície da Terra — eles se estendem continuamente por milhões de anos-luz.
Essa combinação entre enorme extensão e campo magnético uniforme criaria condições favoráveis para que os grávitons fossem convertidos lentamente em raios gama.
Telescópios já podem procurar esses sinais
Para testar a hipótese, os pesquisadores propõem analisar cuidadosamente os dados obtidos pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi.
A ideia é procurar um excesso de radiação gama proveniente do espaço intergaláctico em comparação com os níveis esperados de fundo.
Segundo os autores, um dos aspectos mais interessantes do modelo é que praticamente toda a física envolvida permanece compatível com o Modelo Padrão das partículas.
A única hipótese adicional é que a matéria escura possua a capacidade de se decompor espontaneamente em partículas gravitacionais.
Novos observatórios poderão colocar a teoria à prova
Os pesquisadores acreditam que futuros instrumentos terão capacidade muito maior para investigar essa possibilidade.
Um dos projetos mais promissores é o Advanced Particle-astrophysics Telescope, um observatório espacial de nova geração atualmente em desenvolvimento.
Segundo o estudo, o equipamento deverá oferecer uma sensibilidade cerca de dez vezes maior para detectar esse possível canal de decomposição da matéria escura.
Caso evidências consistentes sejam encontradas, os físicos poderão dar um passo importante para conectar duas das maiores áreas ainda não unificadas da ciência moderna: a gravidade e a matéria escura.
Embora a hipótese ainda dependa de confirmação experimental, ela amplia significativamente as possibilidades de investigação e oferece uma abordagem inédita para compreender a substância invisível que sustenta grande parte da estrutura do Universo.
[ Fonte: National Geographic ]
