Matéria escura

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Na cosmologia, matéria escura (ou matéria negra) é uma forma postulada de matéria que não interage com a matéria comum, nem consigo mesma [1] (ou interage muito pouco com ela mesma[2] ). Ela só interage gravitacionalmente e por isso, sua presença pode ser inferida a partir de efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, como estrelas, galáxias e aglomerado de galáxias.

No modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM, que tem obtido grande sucesso na descrição da formação da estrutura em grande escala do universo, a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativística. Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 26.8% da densidade de energia do universo. O restante seria constituído de energia escura, 68.3% e a matéria bariônica, 4.9%[3] [4] Deste modo, a matéria escura é estimada constituir 84,5% da matéria total do universo, enquanto a energia escura mais a matéria escura constituem 95,1% do conteúdo total de massa-energia do universo.[5] [6] Alguns pesquisadores propõem que as partículas de matéria escura tem uma massa de 0,02 por cento de um elétron[7] .

Evidências observacionais[editar | editar código-fonte]

As observações de sistemas astrofísicos que indicam a existência de matéria escura são diversas e muitas vezes baseadas em técnicas experimentais diferentes. São exemplos clássicos dessas observações: as curvas de rotação de galáxias, a aplicação do teorema do virial a aglomerados de galáxias e a análise das anisotropias da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

Candidatos à matéria escura[editar | editar código-fonte]

Os candidatos teóricos mais populares à matéria escura não-bariônica são: os áxions, os neutrinos estéreis e as WIMPs - partículas massivas que interagem fracamente, do inglês weak interacting massive parcticle. É também possível que uma pequena parte da matéria escura seja bariônica, existente em forma objetos massivos compactos, MACHOs, que por emitirem pouca radiação são difíceis de serem detectados.

Detecção de matéria escura[editar | editar código-fonte]

Atualmente existe um grande debate sobre a detecção de matéria escura. O experimento Dama/Libra [1] diz ter feito uma detecção indireta, via observação da variação sazonal do número de eventos, efeito relativo à variação da velocidade da Terra em relação ao halo galáctico de matéria escura. Contudo esse resultado é incompatível com os resultados de vários experimentos de detecção direta, como por exemplo o CDMS-II [8] , o XENON10 [9] , e o ZEPLIN-III [10] . Novos experimentos, maiores e mais sensíveis, estão em fase de construção e deverão estar operacionais no fim de 2009 ou início de 2010: XENON100 [11] (100kg) e LUX [12] (350kg).

Um módulo de U$2bi denominado AMS (Espectrômetro Magnético Alpha ou, em inglês, Alpha Magnetic Spectometer) foi instalado na Estação Espacial Internacional em Maio de 2011. O detector de partículas tem como uma de suas funções procurar por evidências da matéria escura, sendo importante nas pesquisas sobre sua natureza. [2]

A teoria dominante afirma que a Matéria Escura é feita de uma partícula chamada neutralino. Colisões entre neutralinos devem produzir um grande número de pósitrons de alta energia. O AMS poderá comprovar se a matéria escura é feita de neutralinos procurando por esse excesso de pósitrons de alta energia. [3]

Explicações alternativas[editar | editar código-fonte]

Existem tentativas de solucionar o problema da matéria escura propondo-se alterações na gravitação (um exemplo famoso é a MOND), no entanto, até o momento, nenhuma delas obteve grande sucesso.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. Dark Matter Probably Isn't a Mirror Universe, Colliding Galaxies Suggest por Calla Cofield em "Space.com", em 26-mar-2015
  2. Dark matter even darker than once thought pelo Centro de informação Hubble, publicado na revista " ScienceDaily" de 26-mar-2015. (Ref. David Harvey, Richard Massey, Thomas Kitching, Andy Taylor, and Eric Tittley. The nongravitational interactions of dark matter in colliding galaxy clusters. Science, 27 March 2015: 1462-1465 DOI: 10.1126/science.1261381)
  3. (22 March 2013) "Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results – Table 9". Astronomy and Astrophysics 1303: 5062. DOI:10.1051/0004-6361/201321529. Bibcode2014A&A...571A...1P.
  4. Francis, Matthew (22 March 2013). First Planck results: the Universe is still weird and interesting Arstechnica.
  5. Planck captures portrait of the young Universe, revealing earliest light University of Cambridge (21 March 2013). Visitado em 21 March 2013.
  6. Kaku, Michio. Parallel worlds: a journey through reation, higher dimensions, and the future of the cosmos. [S.l.]: Doubleday, 2005. ISBN 0-385-51416-6
  7. On the Existence of Low-Mass Dark Matter and its Direct Detection por James Bateman et al publicado no dia 27 de janeiro de 2015 em "Scientific Reports" 5, Article number: 8058 doi:10.1038/srep08058
  8. http://cdms.berkeley.edu/
  9. http://xenon.brown.edu
  10. http://www.hep.ph.ic.ac.uk/ZEPLIN-III-Project/
  11. http://xenon.astro.columbia.edu/
  12. http://lux.brown.edu/

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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