Pesquisas recentes sugerem que a matéria escura, a substância invisível mais abundante do universo, pode estar colidindo com neutrinos – partículas subatômicas tão esquivas que raramente interagem com alguma coisa. Esta interação inesperada, se confirmada, poderá resolver uma discrepância fundamental na nossa compreensão da estrutura do Universo e potencialmente revolucionar tanto a cosmologia como a física de partículas.
As peças que faltam no universo: matéria escura e neutrinos
A matéria escura representa 85% de toda a matéria do cosmos, exercendo influência gravitacional, mas permanecendo invisível à observação direta. A sua existência é inferida a partir dos seus efeitos nas galáxias e estruturas de grande escala.
Os neutrinos, apelidados de “partículas fantasmas” devido à sua massa quase nula e interações fracas, permeiam o universo em números surpreendentes. Aproximadamente 100 bilhões passam por cada centímetro quadrado do seu corpo a cada segundo. Apesar de sua abundância, eles interagem tão raramente que detectá-los é um grande desafio experimental.
Um choque de teorias: o modelo padrão sob pressão
O modelo cosmológico predominante, conhecido como lambda-CDM, prevê interação mínima entre matéria escura e neutrinos. No entanto, as observações sugerem que o Universo é menos “aglomerado” do que este modelo prevê – o que significa que as galáxias e as grandes estruturas estão distribuídas de forma mais esparsa do que o esperado. Esta incompatibilidade, chamada “tensão S8”, tem intrigado os cosmólogos durante anos.
O novo estudo, publicado na Nature Astronomy, fornece evidências de que as colisões entre a matéria escura e os neutrinos podem ser a peça que faltava. Se estas partículas transferirem impulso durante as interações, isso poderia explicar a falta de aglomeração observada sem invalidar toda a estrutura cosmológica.
Como a pesquisa foi conduzida
Os pesquisadores combinaram dados de múltiplas fontes:
- Fundo Cósmico de Microondas (CMB): O brilho do Big Bang, observado pelo Telescópio Cosmológico Atacama e pelo satélite Planck.
- Oscilações Acústicas Bariônicas (BAO): Ondas de pressão “congeladas” do universo primitivo.
- Estrutura em grande escala: Mapeado por meio de pesquisas de galáxias como o Sloan Digital Sky Survey.
- Cisalhamento Cósmico: Distorções da luz distante causadas por lentes gravitacionais, medidas pelo Dark Energy Survey.
Ao simular o universo com e sem interações entre matéria escura e neutrinos, a equipe descobriu que as colisões correspondiam melhor às observações do mundo real.
Significado e advertências
As descobertas têm uma significância estatística de 3 sigma, o que significa que há 0,3% de chance de o resultado ser um acaso. Embora esteja abaixo do padrão ouro do 5-sigma, é substancial o suficiente para justificar uma investigação mais aprofundada.
“Esta tensão não significa que o modelo cosmológico padrão esteja errado, mas pode sugerir que está incompleto”, diz a coautora do estudo, Eleonora Di Valentino.
Se confirmada, esta interação representaria um avanço fundamental na nossa compreensão do universo. Poderia não só resolver o problema da “aglomeração”, mas também abrir novos caminhos para explorar a natureza da matéria escura e as forças fundamentais que governam o cosmos.
