Quem disse que a matéria bariônica tem toda a diversão de criar vida? Fancy / Veer / Corbis / Getty Images A grande maioria da massa em nosso universo é invisível, e por um tempo, os físicos têm se esforçado bastante para entender o que é essa "coisa" esquiva. Presume-se que seja algum tipo de partícula, há esperanças de que o Grande Colisor de Hádrons possa produzir uma partícula de matéria escura ou que um telescópio espacial possa detectar a óbvia assinatura reveladora de raios gama da colisão de partículas de matéria escura. Mas por enquanto, as dicas têm sido poucas e distantes entre si; um problema que está forçando os físicos teóricos a ter novas idéias.
Em um artigo revolucionário de 2017 para o Nautilus, A famosa física teórica Lisa Randall investigou uma das possibilidades mais extremas para a matéria escura. Em vez de pensar na matéria escura como um tipo de partícula, pode a matéria escura ser composta de uma família inteira de partículas que criam estrelas escuras, galáxias escuras, planetas escuros e, possivelmente, Sombrio vida ? A química deste universo escuro pode ser tão rica e variada quanto nossa "química comum".
Mas não fique animado por ter um encontro próximo com esses "alienígenas sombrios" ainda.
Nosso universo é maravilhoso, ainda lugar confuso.
Nas últimas décadas, percebemos que 84,5% da matéria do universo é invisível. Dado o apelido bastante estranho de "matéria escura, "essa coisa existe em um estado que não interage com a matéria" comum ". Como a" energia escura, "essas coisas são" escuras "porque não entendemos o que são.
Se houvesse um amontoado de matéria escura na minha mesa, Eu não teria como saber que estava lá. Na verdade, o caroço de matéria escura não conseguia "sentar" na minha mesa. Cairia pela mesa e pelo chão e cairia na crosta terrestre, acelerando em direção ao poço gravitacional no centro de nosso planeta. Ou pode disparar inexplicavelmente para o espaço. A matéria escura está interagindo tão fracamente que o caroço passaria por toda a matéria comum como se nem estivesse lá.
Em pequenas escalas, o efeito gravitacional da matéria escura é minúsculo, mas em distâncias cosmológicas, a presença da matéria escura é certamente sentida - pode ser indiretamente observada por sua influência gravitacional nos aglomerados de galáxias e seu impacto no spin das galáxias. Então nós conhecer está lá fora, nós simplesmente não podemos ver isso.
Contudo, não sabemos o que é "isso", embora existam teorias.
A matéria comum - também conhecida como matéria bariônica - interage por meio do eletromagnético, gravitacional, forças nucleares fracas e fortes. Essas forças transferem energia e fornecem a estrutura de toda a matéria. Matéria escura, por outro lado, é geralmente visto como uma nuvem amorfa de "coisas" que não podem interagir por meio do eletromagnético, forças fracas ou fortes. Portanto, presume-se que a matéria escura é "não bariônica". (Embora existam algumas teorias que sugerem uma fonte bariônica de matéria escura - notavelmente MACHOs, ou objetos halo compactos maciços. Apenas os efeitos gravitacionais da matéria não bariônica podem ser observados quando uma quantidade suficiente de matéria se aglomera.
O principal candidato na pesquisa de matéria escura é o WIMP apropriadamente chamado, um acrônimo para partícula massiva de interação fraca. Como o nome sugere, esta partícula hipotética não interage com a matéria normal - portanto, não é bariônica.
Modelos cosmológicos estabelecidos prevêem que a matéria escura - seja WIMPs ou alguma outra forma como "axions" - dá a estrutura do nosso universo e é geralmente simplificada como a "cola" que mantém nosso universo unido. Agrupando-se como uma teia 3-D em expansão, a matéria escura influencia a evolução das galáxias. Como contas em um cordão, esses aglomerados de matéria escura gravitacionalmente encurralaram a matéria comum em aglomerados de galáxias com vastos vazios vazios entre eles.
Astrônomo Vera Rubin, enquanto observa o giro das galáxias, primeiro notou que a maior parte da matéria nas galáxias não pode ser vista. Apenas uma pequena porcentagem é visível como as estrelas, gás e poeira; o resto é mantido em um grande halo de matéria escura, porém invisível. É como se nossa galáxia visível de matéria comum fosse apenas a calota de uma enorme roda de matéria escura que se estende muito além dos limites do que podemos ver.
Em pesquisa publicada por Randall e sua equipe em 2013, uma visão mais complexa da matéria escura foi explorada e aplicada a esta massiva "galáxia escura" na qual nossa galáxia visível está inserida. Nesta visão, o halo de matéria escura de nossa galáxia não é composto de apenas um tipo de massa amorfa de matéria não bariônica.
"Parece muito estranho supor que toda a matéria escura é composta de apenas um tipo de partícula, "Randall escreve em seu artigo." ... um cientista imparcial não deveria presumir que a matéria escura não é tão interessante quanto a matéria comum e necessariamente carece de uma diversidade de matéria semelhante à nossa. "
Assim como nosso universo visível é governado pelo Modelo Padrão da física - uma família bem testada de partículas (incluindo o famoso bóson de Higgs) e forças, poderia um modelo rico e variado de partículas de matéria escura e forças escuras operar neste halo galáctico escuro?
Esta pesquisa segue o caminho lógico de supor que há uma rica variedade de física desconhecida no setor escuro, poderia haver um universo - vamos chamá-lo de "universo das sombras" - que existe em paralelo ao nosso e possui todas as complexidades que nosso universo visível tem a oferecer?
Astrofísicos levantaram a hipótese de que "estrelas escuras" - estrelas feitas de matéria escura - podem ter existido em nosso universo primordial e podem persistir até hoje. Se esse é o caso, Randall argumenta, talvez "planetas escuros" possam ter se formado, também. Ela então leva essa ideia um passo adiante:Se houver uma família de partículas de matéria escura, governado por forças acessíveis apenas no setor escuro, pode este reino também ter uma química complexa? Se então, pode haver vida?
Se houver "vida sombria" vivendo seus dias paralelos ao nosso universo, você pode esquecer qualquer esperança de detectá-lo, Contudo.
“Você não tem ideia de como a vida da matéria escura pode ser fofa - e quase certamente nunca terá.” A física teórica Lisa Randall, escrevendo em Nautilus
Pode ser tentador usar essa hipótese para explicar os mistérios do dia-a-dia ou mesmo afirmações paranormais que a ciência não pode confirmar. E se "fantasmas" ou inexplicáveis "luzes no céu" forem essas criaturas escuras fazendo sentir sua presença em nosso reino?
Embora isso possa ser uma história divertida de ficção científica, as criaturas escuras viveriam no universo das sombras, que é totalmente incompatível com a matéria comum. Suas partículas e forças não teriam impacto em nosso universo. Eu poderia estar digitando este artigo nas profundezas de uma floresta tropical de matéria escura cheia de criaturas em um ecossistema de matéria escura rugindo, mas eu não tenho ideia.
Mas como coexistimos com este universo de sombra no mesmo espaço-tempo - sem dimensões extras ou múltiplos universos necessários - lá é um sinal que pode ser transferido.
As ondas gravitacionais foram descobertas apenas em 2016 e a primeira detecção dessas ondulações no espaço-tempo foi causada pela colisão de buracos negros. Parece plausível que as ondas gravitacionais sejam detectadas no setor escuro, bem como em nosso universo, mas apenas os eventos cósmicos mais poderosos no setor escuro seriam detectáveis aqui.
Resumidamente, quase certamente nunca provaremos a existência de criaturas fofas de matéria escura, mas Randall faz um ponto importante. Ao imaginar a fonte da matéria escura, seria sensato ir além de nosso preconceito de que a matéria escura é uma partícula simples; pode representar uma família complexa de partículas e forças de matéria escura que estão além do que podemos imaginar.
