Descoberta revela que matéria escura obedece às mesmas leis físicas

A matéria escura, componente invisível que constitui cerca de cinco vezes mais massa que a matéria comum, permanece um dos maiores enigmas do universo. Apesar de não emitir nem refletir luz, ela influencia a movimentação de galáxias e a formação de estruturas cósmicas. Um estudo publicado na Nature Communications pela equipe da Universidade de Genebra (UNIGE) investigou se essa matéria hipotética se comporta sob gravidade da mesma maneira que a matéria que conhecemos, ou se forças adicionais poderiam atuar sobre ela.

Principais pontos do estudo:

• Matéria escura parece obedecer às leis da gravidade como a matéria comum;
• Testes analisaram velocidades de galáxias em poços gravitacionais;
• Caso exista uma quinta força, sua intensidade não excede 7% da gravidade;
• Futuras observações poderão detectar forças tão fracas quanto 2% da gravidade.

Testando a gravidade em escala cósmica

Para compreender se a matéria escura segue a gravidade, os pesquisadores compararam a velocidade das galáxias com a profundidade dos poços gravitacionais criados por corpos massivos. Galáxias formadas majoritariamente por matéria escura devem “cair” nesses poços de maneira semelhante à matéria comum se nenhuma força desconhecida estiver agindo.

Ao analisar os dados cosmológicos, constatou-se que a matéria escura realmente se comporta de acordo com as equações de Euler e a teoria da relatividade geral, indicando que, pelo menos em grande escala, ela segue as mesmas leis físicas que os planetas, estrelas e galáxias visíveis.

Limites para uma quinta força

Embora os resultados indiquem comportamento similar, não se pode descartar completamente a existência de uma quinta força. As análises mostram que, caso essa força exista, sua intensidade máxima é de 7% da gravidade, qualquer valor acima teria gerado discrepâncias observáveis no movimento das galáxias. Isso mantém aberta a possibilidade de interações ainda desconhecidas, exigindo pesquisas mais precisas.

Futuros experimentos, como o LSST e o DESI, serão capazes de detectar forças extremamente fracas, até 2% da gravidade, permitindo refinar nosso entendimento sobre as propriedades da matéria escura e sua possível interação com outras forças cósmicas.

Implicações para a cosmologia

Essas descobertas representam um passo importante na caracterização da matéria escura, um componente essencial para compreender a estrutura e evolução do universo. Saber que ela obedece à gravidade reforça modelos cosmológicos e fornece um parâmetro confiável para simulações de formação de galáxias.

Além disso, a pesquisa destaca a importância de comparar observações astronômicas com modelos teóricos, oferecendo um método robusto para investigar fenômenos invisíveis que governam o cosmos.