CONHEÇA AS PRINCIPAIS PARTÍCULAS HIPOTÉTICAS CANDIDATAS A MATÉRIA ESCURA

Segundo explicamos, ela é incrivelmente difícil de se detectar por não absorver ou refletir a luz e, portanto, por ser invisível. Por outro lado, a sua existência é real, já que a força gravitacional que ela exerce e sua interação com a matéria comum do Universo podem ser medidas — e os astrônomos acreditam que mais de 25% do cosmos são compostos por ela. Isso significa que, de acordo com Johar Ashfaque, um pesquisador da Universidade de Liverpool, na Inglaterra, quando olhamos para o espaço, mesmo quando fazemos isso através dos equipamentos mais sensíveis e poderosos de que dispomos, só conseguimos ver uma pequena fração do que existe por aí. Segundo Johar, na verdade, para cada grama de átomos que existe no Universo, temos cinco vezes mais matéria escura — e, apesar de ela ser tão abundante, há décadas os cientistas tentam detectá-la. No entanto, embora a Ciência siga se esforçando para desvendar o mistério sobre o que, afinal, é a matéria escura, algumas partículas hipotéticas são consideradas fortes candidatas. Veja:

1. WIMPs

O nome WIMPs vem de Weakly Interacting Massive Particles (ou “Partículas Massivas que Interagem Fracamente” em tradução livre) e se refere a uma partícula hipotética que se comporta diferente da matéria como nós conhecemos. Modelos matemáticos apontaram que, se essa partícula existe, ela seria cinco vezes mais abundante do que a matéria comum — coincidindo com a quantidade de matéria escura presente no Universo. Segundo Johar, a WIMPs interagiria com a matéria comum através de sua força eletromagnética, o que permitiria explicar o motivo de a matéria escura ser invisível. Conforme explicou, cerca de 10 mil dessas partículas atravessariam cada centímetro quadrado do nosso planeta por segundo e apenas interagiriam por meio da gravidade e exercendo uma pequena força. Sendo assim, se algum dia os pesquisadores confirmarem a existência das WIMPs, suas características indicam que elas poderiam ser detectadas através de suas colisões — que afetariam as partículas carregadas aqui no nosso planeta, fazendo com que elas produzissem luz.

2. Áxions

De acordo com Johar, os áxions seriam partículas hipotéticas que se movem lentamente, possuem pouca massa, não contam com carga e apenas interagem fracamente com a matéria comum — o que significa que elas não seriam muito fáceis de se detectar. No entanto, os físicos acreditam que, se sua existência for confirmada, os áxions com uma massa específica poderiam explicar a natureza invisível da matéria escura, pois, se eles fossem um tiquinho mais leves ou mais pesados, nós poderíamos detectá-los. Além disso, se essas partículas existirem mesmo, elas seriam capazes de se degradar em pares de fótons, e os físicos poderiam focar sua busca nesses pares de partículas de luz para confirmar sua presença.

3. MACHO

Vai dizer que você não achou o nome “MACHO” divertido? Na verdade, ele é o acrônimo de Massive Compact Halo Object (ou “Objeto com Halo Compacto e Grande Massa” em tradução livre) e se refere a uma partícula hipotética que está entre as mais fortes candidatas a explicar a existência e a origem da matéria escura. Conforme explicou Johar, assim como acontece com as anãs marrons e brancas e as estrelas de nêutrons, as MACHOs (fala sério... o nome é ótimo!) também seriam compostas por matéria comum. Entretanto, o que torna essas partículas invisíveis é o fato de elas emitirem pouquíssima ou quase nenhuma luz. Uma forma de detectá-las seria através do monitoramento do brilho de estrelas distantes por meio de um fenômeno conhecido como “lente gravitacional”. Esse efeito é observado quando a luz emitida pelas estrelas desvia ao passar por objetos celestes massivos— como as galáxias, por exemplo — que desviam a luz de objetos que se situam atrás deles com relação aos observadores aqui na Terra.

Pois esse fenômeno visual pode fazer com que a luz emitida pelo objeto mais distante “entre em foco” graças à interferência do objeto mais próximo, intensificando o brilho do corpo que se encontra mais longe — o que permitiria aos pesquisadores estimar a quantidade de matéria escondida por ali. A dificuldade é que o efeito depende da quantidade de matéria — comum e escura — que existe em uma galáxia, e Johar disse que os cientistas acham pouco provável que uma quantidade suficiente desses corpos escuros possa se acumular de forma a justificar a abundância de matéria escura que existe no Universo.

4. Partícula de Kaluza-Klein

A teoria de Kaluza-Klein se baseia na existência de uma 5° dimensão invisível — além do tempo e das outras 3 dimensões do espaço, ou seja, altura, largura e profundidade. Essa teoria também prediz uma partícula que teria massa equivalente à de 550 a 650 prótons e que poderia explicar a existência da matéria escura. Segundo Johar, a partícula prevista por Kaluza-Klein poderia interagir com a matéria através do eletromagnetismo e da gravidade. Contudo, como ela estaria em uma dimensão que nós não conseguimos “ver”, isso explicaria o motivo de não sermos capazes de encontrá-la ao simplesmente apontar os telescópios para o céu. Por outro lado, como a partícula de Kaluza-Klein deveria se degradar na forma de partículas que podem ser medidas — como os fótons e os neutrinos —, os físicos estão tentando detectá-la através de experimentos com o Grande Colisor de Hádrons.

5. Gravitino

De acordo com Johar, a existência do gravitino foi prevista graças à combinação da teoria da supersimetria e da teoria geral da relatividade, ou seja, pelas teorias de supergravitação. A primeira delas — a da supersimetria — estabelece que todos os bósons (partículas que contam com spin inteiro, como é o caso dos fótons) possuem um supercompanheiro hipotético conhecido como “fotino” que, por sua vez, conta com um spin semi-inteiro. Basicamente, o gravitino seria o supercompanheiro do (também hipotético) gráviton — que seria a partícula responsável por transmitir a força da gravidade. Assim, em determinados modelos da supergravitação nos quais o gravitino tem pouca massa, ele poderia explicar a presença da matéria escura. fontes: https://theconversation.com/from-machos-to-wimps-meet-the-top-five-candidates-for-dark-matter-51516 // http://news.sciencemag.org/physics/2014/10/dark-matter-out-wimps-simps // http://beyondearthlyskies.blogspot.com.br/2015_07_01_archive.html // http://beyondearthlyskies.blogspot.com.br/2015_07_01_archive.html // http://holographicarchetypes.weebly.com/21st-century-god.html // http://www.homepages.ucl.ac.uk/~zcapjgs/neutrino.html // zmescience.com/space/astrophysics-space/dark-energy-dark-matter-11032014/

O SEGREDO DA MATÉRIA ESCURA PODE ESTAR NOS BURACOS NEGROS

Uma nova simulação de computador da NASA mostra que partículas de matéria escura colidindo na extrema gravidade de um buraco negro pode produzir luz de raios gama forte, potencialmente observável. Detectar esta emissão poderia fornecer aos astrônomos uma nova ferramenta para a compreensão de buracos negros e da natureza da matéria escura. “Ainda não sabemos o que é a matéria escura, mas sabemos que ela interage com o resto do universo através da gravidade, o que significa que deve se acumular em torno de buracos negros supermassivos”, explica Jeremy Schnittman, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA.

WIMPs

Schnittman desenvolveu uma simulação de computador para seguir as órbitas de centenas de milhões de partículas de matéria escura, bem como os raios gama produzidos quando elas colidem na vizinhança de um buraco negro. Ele descobriu que alguns raios gama escapam dos buracos negros com energias muito superiores do que tinha sido previamente considerado como o limite teórico. Na simulação, a matéria escura toma a forma de “partículas massivas que interagem fracamente”, as chamadas WIMPs, agora amplamente consideradas as principais candidatas do que a matéria escura poderia ser. No modelo, WIMPs que batem em outras WIMPs se aniquilam mutuamente, convertendo-se em raios gama, a forma mais energética de luz.

Evento raro

Estas colisões de energias elevadas são extremamente raras em circunstâncias normais, mas estudos anteriores tentaram simplificar suposições sobre onde elas seriam mais propensas a ocorrer. O que Schnittman fez, então, foi desenvolver um modelo computacional mais completo incluindo essas suposições, que rastreia as posições e propriedades de centenas de milhões de partículas distribuídas aleatoriamente conforme elas colidem e se aniquilam mutuamente perto de um buraco negro. O novo modelo é capaz de revelar processos que produzem raios gama com energias muito mais elevadas do que anteriormente, bem como tem melhor probabilidade de detecção desses raios gama do que jamais se imaginou possível. O astrofísico identificou caminhos anteriormente não reconhecidos onde colisões produzem raios gama com uma energia de pico 14 vezes maior do que o das partículas originais.

Na prática

Usando os resultados deste novo cálculo, Schnittman criou uma imagem simulada do brilho de raios gama conforme seria visto por um observador distante olhando ao longo do equador do buraco negro. A luz de maior energia surge a partir do centro de uma região em forma de crescente no lado do buraco negro que gira em relação a nós. Esta é a região onde os raios gama têm a maior chance de serem detectados por um telescópio. A pesquisa é o início de uma jornada que Schnittman espera culminar com a detecção de um sinal incontestável de aniquilação de matéria escura em torno de um buraco negro supermassivo. “A simulação nos diz que há um sinal interessante que temos o potencial de detectar em um futuro não muito distante, conforme telescópios de raios gama são melhorados”, argumenta. “O próximo passo é criar um cenário em que as observações de raios gama existentes e futuras possam ser usadas para ajustar tanto a física de partículas quanto os modelos de buracos negros”. fonte: phys.org/news/2015-06-nasa-simulation-black-holes-ideal.html

A MATÉRIA ESCURA PODE CAUSAR O CAOS NA TERRA EM BREVE

O que acontece na Terra a cada 30 milhões de anos? Caos. E como podemos explicar esse padrão? Com a misteriosa substância que cerca o universo, a matéria escura.

A “coincidência”

Em 1980, Walter Alvarez e seu grupo de pesquisa da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA) descobriram uma fina camada de argila no registro geológico que continha uma quantidade inesperada de um raro elemento, o irídio. Eles propuseram que a camada rica em irídio era evidência de que um cometa enorme atingiu a Terra há 66 milhões de anos, no momento da extinção dos dinossauros. O grupo ainda sugeriu que a camada se formou como consequência de uma intensa nuvem de poeira causada pelo impacto. Em 1990, a grande cratera do impacto – com diâmetro de 160 quilômetros – foi encontrada na península mexicana de Yucatán. Isso, juntamente com o registro fóssil, levou a maioria dos pesquisadores a concluir que a colisão causou a extinção em massa não só dos dinossauros, mas de muitas outras formas de vida na Terra. Estudos posteriores encontraram evidências de outras extinções em massa no nosso passado geológico, que parecem ter acontecido ao mesmo tempo que outros impactos, determinados a partir do registro de crateras no planeta. E, coincidentemente, essas extinções ocorreram a cada 30 milhões de anos.

O padrão

Por que essas extinções e impactos parecem acontecer dentro de um ciclo? A resposta pode estar na nossa posição na galáxia Via Láctea. Nossa galáxia é melhor entendida como um enorme disco. O nosso sistema solar gira em torno da circunferência desse disco a cada 250 milhões de anos. Mas esse caminho não é suave, é ondulado. Assim, a Terra atravessa do plano médio do disco uma vez a cada 30 milhões de anos. Michael Rampino, professor de biologia da Universidade de Nova York (EUA), acredita que o ciclo de extinções e impactos está relacionado com momentos em que o sol e os planetas mergulham através do disco de nossa galáxia. Normalmente, os cometas orbitam o sol na borda do sistema solar, muito longe da Terra. Mas quando o sistema solar passa através do disco galáctico, a atração gravitacional combinada de estrelas visíveis, nuvens interestelares e a matéria escura invisível perturba os cometas e pode enviar alguns deles em caminhos alternativos, por vezes atravessando a órbita da Terra onde colidem com o planeta.

Matéria escura e histórica geológica da Terra

O reconhecimento deste ciclo galáctico de 30 milhões de anos também pode explicar outros fenômenos. Em estudos, descobriu-se que uma série de eventos geológicos, como erupções vulcânicas, construção de montanhas, inversão do campo magnético e grandes mudanças climáticas e no nível do mar possuem um ciclo semelhante. Os pesquisadores, então, criaram uma teoria para explicar esses ciclos bizarros de atividade geológica: a causa pode ser as interações da Terra com a matéria escura na galáxia. A matéria escura, que nunca foi vista, é provavelmente composta de partículas subatômicas que revelam a sua presença apenas através de sua força gravitacional. Conforme a Terra passa através do disco da galáxia, encontra grupos densos de matéria escura. As partículas de matéria escura podem ser capturadas pela Terra e acumularem-se no seu núcleo. Se a densidade de matéria escura for grande o suficiente, as partículas eventualmente aniquilam umas as outras, o que acrescenta uma grande quantidade de calor interno à Terra e pode conduzir impulsos globais de atividade geológica. A matéria escura é concentrada no disco estreito da galáxia, então a atividade geológica pode mostrar o mesmo ciclo de 30 milhões de anos que as extinções em massa. Assim, a evidência da história geológica da Terra suporta uma imagem em que os fenômenos astrofísicos governam a evolução geológica e biológica da Terra. Para quando o próximo caos está agendado? Ao ler tudo isso, sei muito bem qual é a sua preocupação iminente: quando este fenômeno orientado por matéria escura deve acontecer novamente? Nós passamos pelo disco denso da galáxia nos últimos dois milhões de anos, então uma chuva de cometas pode estar próxima. fonte: iflscience.com/space/how-can-dark-matter-cause-chaos-earth-every-30-million-years

DESCOBERTA NOVAS PROVAS DA EXISTÊNCIA DE "MATÉRIA ESCURA"

Cientistas descobriram novas provas de existência de “matéria escura”. Afirmam que tal substância invisível poderá constituir a maior parte da massa do Universo, desempenhando o papel de “esqueleto” que sustenta as estrelas e as galáxias. A hipotética “matéria escura” foi designada assim por ser invisível – ela não brilha, deixando passar a luz. Todavia, suas partículas têm massa. Por isso, a luz procedente dos confins do Universo, atravessando os seus coágulos, se desvia um pouco e distorce a imagem. Esse fenómeno tem sido notável nos últimos anos. No entanto, há 80 anos, os cientistas repararam em alguns “desvios à norma” na conduta de galáxias que iam girando num “casulo”, feito de uma grande massa distribuída de forma regular pela sua superfície plana. Para além de gravitação, os cientistas não dispunham de outros argumentos sólidos, embora tenham existido várias hipóteses sobre partículas de “matéria escura”. Um dos seus tipos foi designado de “neutrino estéril” por não reagir às partículas comuns, podendo desintegrar-se e emitir raios X. Ora, os dois grupos de pesquisadores, o primeiro, chefiado por Alexei Boyarsky, da Universidade de Leiden, e o segundo, da Universidade de Harvard, informaram quase em simultâneo terem registado uma irradiação proveniente do aglomerado de galáxias. A radiação tinha a imagem de uma linha ténue no espectro dos raios X, fotografada mediante um cluster galáctico. Para tirar conclusões acerca da sua natureza, será preciso esclarecer origens desse efeito espectacular, admite o astrofísico Vladimir Kukash: “No caso de um aglomerado galáctico, a linha pode ser vista, mas se observarmos uma galáxia normal, esta permanece invisível. É um fenómeno interessante e curioso. Mas isto não quer dizer que a “matéria escura” tenha sido descoberta. Por isso, seria prematuro anunciar uma nova vitória.” Neste contexto, serão necessárias novas provas de que tal fenómeno espectral realmente existe. E que esse fenómeno não pode ser explicado pela passagem de átomos de um estado para outro, reputa o astrofísico Valeri Rubakov: “Se forem encontradas provas de que a sua origem não se relaciona com as potencialidades conhecidas, poderemos constatar a existência de partículas que se desintegram, levando ao surgimento desse fenómeno espectral. Pode ser uma emissão de raios X, resultante da desagregação de partículas de “matéria escura”. Pode ser um “neutrino estéril”. Mas, de qualquer modo, não se deve precipitar os acontecimentos.” Se os neutrinos estéreis não reagem, isto tem que ser feito por um outro “candidato”, denominado WIMP (Weakly Interacting Massive Particle), isto é, uma partícula massiva que interage fracamente. As WIMPs penetram nas estrelas, na Terra, nas pessoas, colidindo, por vezes, com átomos comuns. No entanto, as experiências mais recentes, prevendo a sua descoberta, não foram bem-sucedidas. Numa mina da Dakota do Sul, EUA, foi instalado um tanque com xenônio líquido. Supunha-se que um embate da WIMP num núcleo do átomo de xenônio pudesse provocar um brilho ligeiro. Mas os brilhos que se notavam eram causados pela radiação natural. Por isso, os cientistas continuam a busca de WIMPs, tentando receber novos sinais de neutrinos estéreis. Teoricamente, estas partículas não podem coexistir, prossegue Valeri Rubakov: “Se é verdade que as partículas de “matéria escura” são neutrinos estéreis, as WIMPs nunca serão descobertas. Como se diz, será necessário escolher “das duas uma”. Não pode haver aqui um terceiro elemento”. Há muitas hipóteses sobre vários tipos de partículas de “matéria escura”. Uma delas poderá quase de certeza ser registrada dentro em breve, muito provavelmente, no próximo decênio. FONTE: http://portuguese.ruvr.ru/