Cientistas da Universidade de Minnesota e da Université Paris-Saclay apresentaram uma nova perspectiva sobre um dos maiores mistérios do universo: a matéria escura. Contradizendo a crença de longa data, a pesquisa sugere que essa substância elusiva pode ter sido “incrivelmente quente”, movendo-se a quase a velocidade da luz em sua formação, em vez de fria e lenta como presumido.
Publicado na prestigiada Physical Review Letters, o estudo reexamina a emergência da matéria escura no universo primordial, expandindo as explicações possíveis para sua origem e interações. Por décadas, a comunidade científica aceitou que a matéria escura precisaria ser fria ao se separar da intensa radiação que preenchia o jovem universo, um processo conhecido como “congelamento”. A natureza “fria” da matéria escura tem sido um pilar central do modelo cosmológico padrão, vital para explicar como as estruturas do universo, como as galáxias, puderam se formar.
A matéria escura fria, por sua lentidão, era considerada essencial para a formação de galáxias e estruturas cósmicas em larga escala. No entanto, os pesquisadores voltaram sua atenção para uma fase crítica e menos explorada da história cósmica: o reaquecimento pós-inflacionário. Este período, que se seguiu ao fim da inflação cósmica, viu o universo ser rapidamente preenchido por partículas, oferecendo um novo cenário e uma janela crucial para a compreensão da produção da matéria escura, desafiando o paradigma estabelecido.
A reabilitação da matéria escura quente na formação galáctica
Historicamente, partículas de movimento rápido, como os neutrinos, foram descartadas como candidatas à matéria escura porque suas altas velocidades teriam “alisado” a matéria no universo primitivo, impedindo a formação de galáxias. Essa premissa solidificou a matéria escura fria como a explicação preferencial por décadas, moldando grande parte da pesquisa cosmológica. No entanto, o professor Keith Olive, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Minnesota, aponta que um candidato similar, se produzido no momento da criação do universo quente do Big Bang, poderia ter esfriado a ponto de agir como matéria escura fria.
O novo estudo, conforme detalhado no portal ScienceDaily.com, demonstra que a matéria escura não precisa necessariamente começar “fria”. Os pesquisadores mostraram que as partículas de matéria escura poderiam se separar de outras formas de matéria enquanto ainda eram ultrarelativísticas, ou seja, extremamente quentes, e ainda assim desacelerar o suficiente antes que as galáxias começassem a se formar. Isso se deve à expansão do próprio universo e às condições energéticas do reaquecimento pós-inflacionário.
O sucesso desse cenário está diretamente ligado ao período de reaquecimento, que proporciona tempo suficiente para que as partículas esfriem à medida que o universo se expande. Stephen Henrich, estudante de pós-graduação e principal autor do artigo, enfatiza que, embora a matéria escura seja notoriamente enigmática, a crença de que ela precisa ser fria em seu nascimento é desafiada por esses resultados, abrindo uma nova fronteira para a pesquisa cosmológica.
As implicações desta descoberta são vastas, abrindo novas avenidas para a compreensão da matéria escura e, por extensão, da própria evolução do cosmos. A equipe planeja agora aprofundar a pesquisa, explorando como tais partículas de matéria escura poderiam ser detectadas. Abordagens futuras podem incluir buscas diretas usando colisores de partículas ou experimentos de dispersão, além de detecção indireta por meio de observações astronômicas.
O professor Yann Mambrini, da Université Paris-Saclay e coautor, destaca que com essas novas descobertas, os cientistas podem ser capazes de acessar um período na história do universo muito próximo ao Big Bang. Essa reavaliação da matéria escura não apenas desafia um pilar da cosmologia moderna, mas também promete desvendar segredos mais profundos sobre os primeiros momentos de nosso universo.
