p Matéria escura, que os pesquisadores acreditam compor cerca de 80% da massa do universo, é um dos mistérios mais elusivos da física moderna. O que exatamente é e como surgiu é um mistério, mas um novo estudo da Universidade Johns Hopkins agora sugere que a matéria escura pode ter existido antes do Big Bang. p O estudo, publicado em 7 de agosto em Cartas de revisão física , apresenta uma nova ideia de como a matéria escura nasceu e como identificá-la com observações astronômicas.

p "O estudo revelou uma nova conexão entre a física de partículas e a astronomia. Se a matéria escura consiste em novas partículas que nasceram antes do Big Bang, eles afetam a maneira como as galáxias são distribuídas no céu de uma maneira única. Essa conexão pode ser usada para revelar sua identidade e tirar conclusões sobre os tempos anteriores ao Big Bang também, "diz Tommi Tenkanen, um pós-doutorado em Física e Astronomia na Universidade Johns Hopkins e o autor do estudo.

p Embora não se saiba muito sobre suas origens, astrônomos mostraram que a matéria escura desempenha um papel crucial na formação de galáxias e aglomerados de galáxias. Embora não seja diretamente observável, os cientistas sabem que a matéria escura existe por seus efeitos de gravitação sobre como a matéria visível se move e é distribuída no espaço.

p Por muito tempo, os pesquisadores acreditavam que a matéria escura deve ser uma substância residual do Big Bang. Os pesquisadores há muito procuram esse tipo de matéria escura, mas até agora todas as pesquisas experimentais não tiveram sucesso.

p "Se a matéria escura fosse realmente um remanescente do Big Bang, então, em muitos casos, os pesquisadores já deveriam ter visto um sinal direto da matéria escura em diferentes experimentos de física de partículas, "diz Tenkanen.

p Usando um novo, estrutura matemática simples, o estudo mostra que a matéria escura pode ter sido produzida antes do Big Bang durante uma era conhecida como inflação cósmica, quando o espaço estava se expandindo muito rapidamente. Acredita-se que a rápida expansão leve à produção copiosa de certos tipos de partículas chamadas escalares. Até aqui, apenas uma partícula escalar foi descoberta, o famoso bóson de Higgs.

p "Não sabemos o que é matéria escura, mas se tiver algo a ver com qualquer partícula escalar, pode ser mais antigo que o Big Bang. Com o cenário matemático proposto, não temos que assumir novos tipos de interações entre a matéria visível e escura além da gravidade, que já sabemos que está lá, "explica Tenkanen.

p Embora a ideia de que a matéria escura existia antes do Big Bang não seja nova, outros teóricos não foram capazes de apresentar cálculos que apoiassem a ideia. O novo estudo mostra que os pesquisadores sempre negligenciaram o cenário matemático mais simples possível para as origens da matéria escura, ele diz.

p O novo estudo também sugere uma maneira de testar a origem da matéria escura, observando as assinaturas que a matéria escura deixa na distribuição da matéria no universo.

p "Embora este tipo de matéria escura seja muito evasivo para ser encontrado em experimentos com partículas, pode revelar sua presença em observações astronômicas. Em breve aprenderemos mais sobre a origem da matéria escura quando o satélite Euclides for lançado em 2022. Será muito emocionante ver o que ele revelará sobre a matéria escura e se suas descobertas podem ser usadas para espiar os tempos antes do Grande Bang. "