Crédito:Pixabay/CC0 Domínio Público Simulações de computador feitas por astrônomos apoiam a ideia de que a matéria escura – matéria que ninguém ainda detectou diretamente, mas que muitos físicos acham que deve estar lá para explicar vários aspectos do universo observável – existe, de acordo com os pesquisadores, que incluem os da Universidade de Califórnia, Irvine.
O trabalho aborda um debate fundamental na astrofísica:será que a matéria escura invisível precisa de existir para explicar como o Universo funciona da forma como funciona, ou podem os físicos explicar como as coisas funcionam com base apenas na matéria que podemos observar diretamente? Atualmente, muitos físicos pensam que deve existir algo como a matéria escura para explicar os movimentos das estrelas e das galáxias.
"Nosso artigo mostra como podemos usar relações reais observadas como base para testar dois modelos diferentes para descrever o universo", disse Francisco Mercado, autor principal e recente Ph.D. formou-se no Departamento de Física e Astronomia da UC Irvine e agora é pós-doutorado no Pomona College. "Apresentamos um teste poderoso para discriminar entre os dois modelos."
O teste envolveu a execução de simulações de computador com ambos os tipos de matéria – normal e escura – para explicar a presença de características intrigantes medidas em galáxias reais. A equipe relatou seus resultados em Avisos Mensais da Royal Astronomical Society .
As características nas galáxias que a equipe encontrou “devem aparecer em um universo com matéria escura, mas seriam difíceis de explicar em um universo sem ela”, disse Mercado. "Mostramos que tais características aparecem em observações de muitas galáxias reais. Se considerarmos estes dados pelo seu valor nominal, isto reafirma a posição do modelo da matéria escura como aquele que melhor descreve o universo em que vivemos."
Estas características que Mercado observou descrevem padrões nos movimentos das estrelas e do gás nas galáxias que parecem ser possíveis apenas num universo com matéria escura.
“As galáxias observadas parecem obedecer a uma relação estreita entre a matéria que vemos e a matéria escura inferida que detectamos, tanto que alguns sugeriram que o que chamamos de matéria escura é realmente uma evidência de que a nossa teoria da gravidade está errada”, disse co- autor James Bullock, professor de física na UCI e reitor da Escola de Ciências Físicas da UCI.
"O que mostrámos é que a matéria escura não só prevê a relação, mas, para muitas galáxias, pode explicar o que vemos de forma mais natural do que a gravidade modificada. Estou ainda mais convencido de que a matéria escura é o modelo certo."
As características também aparecem em observações feitas por proponentes de um universo livre de matéria escura. “As observações que examinámos – as mesmas observações onde encontrámos estas características – foram conduzidas por adeptos de teorias livres de matéria escura,” disse o co-autor Jorge Moreno, professor associado de física e astronomia no Pomona College.
"Apesar da sua presença óbvia, pouca ou nenhuma análise foi realizada sobre estas características por aquela comunidade. Foram necessárias pessoas como nós, cientistas que trabalham tanto com matéria regular como com matéria escura, para iniciar a conversa."
Moreno acrescentou que espera que o debate dentro de sua comunidade de pesquisa siga após o estudo, mas que pode haver espaço para pontos comuns, já que a equipe também descobriu que tais características só aparecem em suas simulações quando há matéria escura e matéria normal. matéria no universo.
“À medida que as estrelas nascem e morrem, elas explodem em supernovas, que podem moldar os centros das galáxias, explicando naturalmente a existência destas características”, disse Moreno. “Simplificando, as características que examinamos nas observações requerem tanto a existência de matéria escura como a incorporação da física da matéria normal.”
Agora que o modelo de matéria escura do universo parece ser o principal, o próximo passo, explicou Mercado, é ver se ele permanece consistente em todo o universo de matéria escura.
“Seria interessante ver se poderíamos usar esta mesma relação para distinguir entre diferentes modelos de matéria escura”, disse Mercado. "Compreender como esta relação muda sob modelos distintos de matéria escura pode ajudar-nos a restringir as propriedades da própria matéria escura."
