Um sinal de rádio sutil, emanando da misteriosa Idade das Trevas do Universo, pode ser a chave para desvendar um dos maiores enigmas da cosmologia: a matéria escura. Pesquisadores da Universidade de Tsukuba e da Universidade de Tóquio, no Japão, publicaram novas simulações que apontam como essa emissão primordial poderia revelar as propriedades da matéria escura, um avanço crucial para futuras missões com telescópios lunares.
Após o Big Bang, há cerca de 13,8 bilhões de anos, o cosmos passou por um período de rápida expansão e resfriamento. Aproximadamente 400 mil anos depois, quando os átomos puderam se formar, o Universo entrou em uma fase silenciosa e escura, conhecida como Idade das Trevas, que durou cerca de 100 milhões de anos.
Essa era terminou apenas com o surgimento das primeiras estrelas e galáxias. Embora o Universo estivesse escuro, ele não estava completamente inativo; os átomos de hidrogênio emitiam ondas de rádio muito fracas com um comprimento de onda de 21 cm, que se acredita conterem informações valiosas sobre os estágios iniciais da história cósmica.
Simulando o universo primordial e a matéria escura
Utilizando simulações numéricas avançadas, a equipe japonesa investigou como o sinal de 21 cm poderia se comportar sob diferentes teorias da matéria escura. A matéria escura, uma forma invisível de matéria, compõe cerca de 80% de toda a massa do Universo, mas suas características permanecem amplamente desconhecidas.
Recriando a estrutura e o movimento do gás e da matéria escura no Universo jovem em supercomputadores, os pesquisadores conseguiram prever a intensidade da emissão de rádio durante a Idade das Trevas com precisão inédita. Segundo o estudo publicado na Nature Astronomy em 2025, o gás de hidrogênio produziria um sinal com uma temperatura de brilho de aproximadamente 1 milikelvin.
A matéria escura, porém, é esperada para causar variações de tamanho similar neste sinal. A medição do sinal de rádio global em uma ampla faixa de frequência (cerca de 45 MHz) poderia, portanto, fornecer dados cruciais sobre a matéria escura, incluindo a massa e a velocidade de suas partículas. Para entender mais sobre a matéria escura, é fundamental consultar recursos especializados como os da NASA.
O papel crucial dos telescópios lunares
Detectar um sinal tão fraco exige um ambiente livre de interferências. A atmosfera terrestre e a tecnologia humana representam obstáculos significativos para a captação dessas ondas de rádio primordiais. Por essa razão, a Lua surge como um local ideal para observatórios de rádio.
A face oculta da Lua, em particular, oferece uma barreira natural contra o ruído de rádio da Terra, proporcionando um ambiente silencioso único. Diversas missões lunares futuras, como o Projeto Tsukuyomi do Japão e iniciativas como o Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) da NASA, planejam instalar radiotelescópios na superfície lunar.
Se esses instrumentos lunares forem bem-sucedidos na captação do antigo sinal de rádio, eles poderão oferecer uma nova e poderosa maneira de investigar a natureza da matéria escura, aprofundando nossa compreensão sobre como o Universo se originou e evoluiu. Projetos como o LCRT estão em desenvolvimento avançado para tornar essa visão uma realidade.
A capacidade de decifrar o sinal da Idade das Trevas cósmica representa uma fronteira da astrofísica e da cosmologia. A convergência entre simulações teóricas e a promessa de observações lunares pode, em breve, reescrever nossa compreensão sobre a matéria escura e os primeiros momentos da existência do nosso Universo, abrindo caminhos para desvendar mistérios que persistem há décadas.
