Matéria escura

Cosmologia

Universo · Big Bang Idade do universo Cronologia do Universo Derradeiro destino do Universo Universo primordial Inflação · Nucleossíntese GWB · Fundo de neutrinos Radiação cósmica de fundo Universo em expansão Desvio para o vermelho · Lei de Hubble Expansão métrica do espaço Equações de Friedmann Métrica de FLRW Formação das estruturas Forma do universo Formação estrutural Reionização Formação das galáxias Estrutura em larga escala Filamento galáctico Componentes Modelo Lambda-CDM Energia escura · Matéria escura Cronologia Cronologia das teorias cosmologicas Cronologia do Universo Futuro de um universo em expansão Experimentos Cosmologia observacional 2dF · SDSS COBE · BOOMERanG · WMAP · Planck Cientistas Newton · Einstein · Hawking · Friedman · Lemaître · Hubble · Penzias · Wilson · Gamow · Dicke · Zel'dovich · Mather · Rubin · Smoot

Na cosmologia, matéria escura (ou matéria negra) é uma forma postulada de matéria que só interage gravitacionalmente (ou interage muito pouco de outra forma). Sua presença pode ser inferida a partir de efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, como estrelas e galáxias.

No modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM, que tem obtido grande sucesso na descrição da formação da estrutura em larga escala do universo, a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativístiva. Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 23% da densidade de energia do universo. O restante seria constituído de energia escura, 73% e a matéria bariônica, 4%.

Evidências observacionais

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 planas de galáxias, a aplicação do teorema do virial a aglomerados de galáxias e a análise das anisotropias da radiação cósmica de fundo.

Candidatos à matéria escura

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.

Deteção de matéria escura

Atualmente existe um grande debate sobre a deteção de matéria escura. O experimento Dama/Libra [1] diz ter feito uma deteção 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 deteção direta, como por exemplo o CDMS-II , o XENON10 , e o ZEPLIN-III . Novos experimentos, maiores e mais sensíveis, estão em fase de construção e deverão estar operacionais no fim de 2009 ou início de 2010: XENON100 (100kg) e LUX (350kg).

Um ato do Congresso norte-americano, de 2008, adicionou um voo extra para os ônibus espaciais, que está agendado para ser um dos últimos. Atualmente marcado para 2010, esse voo extra irá iniciar uma caçada inédita: a busca por Galáxias de Antimatéria. O equipamento que fará a caçada é chamado AMS Alpha Magnetic Spectrometer - Espectrômetro Magnético Alfa. O AMS é um detector de raios cósmicos de US$1,5 bilhão que será instalado na Estação Espacial Internacional.

Além de detectar galáxias distantes formadas inteiramente por antimatéria, o AMS testará a teoria da Matéria Escura, uma substância misteriosa e invisível que compreende 83% de toda a matéria no Universo.

Outro mistério que o AMS ajudará a resolver é a natureza da Matéria Escura. Os cientistas acreditam que a grande maioria do Universo é na verdade feita dessa Matéria Escura invisível, em vez da matéria ordinária.

Eles apenas não sabem o que é essa Matéria Escura.

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.

"Pela primeira vez, será possível descobrir do que é feita a Matéria Escura," diz o Dr. Ting.[2]

Explicações alternativas

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

• Energia escura
• Fluxo escuro

Ligações externas

• (em português) 1 Minuto de Astronomia: Matéria Negra