As últimas décadas deram início a uma era incrível na ciência da cosmologia. Um conjunto diversificado de medições de alta precisão nos permitiu reconstruir a história do nosso universo em detalhes notáveis.

E quando comparamos diferentes medições - da taxa de expansão do universo, os padrões de luz liberados na formação dos primeiros átomos, as distribuições no espaço de galáxias e aglomerados de galáxias e a abundância de várias espécies químicas - descobrimos que todas contam a mesma história, e todos apóiam a mesma série de eventos.

Esta linha de pesquisa tem, francamente, tivemos mais sucesso do que eu acho que tínhamos o direito de esperar. Sabemos mais sobre a origem e a história de nosso universo hoje do que quase qualquer pessoa, algumas décadas atrás, teria imaginado que aprenderíamos em tão pouco tempo.

Mas, apesar desses sucessos consideráveis, ainda há muito mais a ser aprendido. E de certa forma, as descobertas feitas nas últimas décadas levantaram tantas questões novas quanto responderam.

Uma das mais irritantes atinge o cerne do que o nosso universo é realmente feito. As observações cosmológicas determinaram a densidade média da matéria em nosso universo com uma precisão muito alta. Mas essa densidade acaba sendo muito maior do que pode ser explicada com átomos comuns.

Após décadas de medições e debates, agora estamos confiantes de que a esmagadora maioria da matéria do nosso universo - cerca de 84 por cento - não é composta de átomos, ou de qualquer outra substância conhecida. Embora possamos sentir a atração gravitacional deste outro assunto, e dizer claramente que está lá, simplesmente não sabemos o que é. Essa coisa misteriosa é invisível, ou pelo menos quase isso. Por falta de um nome melhor, nós o chamamos de "matéria escura". Mas nomear algo é muito diferente de entendê-lo.

Por quase tanto tempo quanto sabemos que existe matéria escura, físicos e astrônomos têm inventado maneiras de tentar aprender do que é feito. Eles construíram detectores ultrassensíveis, implantado em minas subterrâneas profundas, em um esforço para medir os impactos suaves de partículas individuais de matéria escura colidindo com átomos.

Eles construíram telescópios exóticos - sensíveis não à luz óptica, mas a raios gama menos familiares, raios cósmicos e neutrinos - para procurar a radiação de alta energia que se pensa ser gerada pelas interações de partículas de matéria escura.

E nós procuramos por sinais de matéria escura usando máquinas incríveis que aceleram feixes de partículas - normalmente prótons ou elétrons - até as velocidades mais altas possíveis, e então os esmaga uns contra os outros em um esforço para converter sua energia em matéria. A ideia é que essas colisões podem criar substâncias novas e exóticas, talvez incluindo os tipos de partículas que constituem a matéria escura de nosso universo.

Há apenas uma década, a maioria dos cosmologistas - inclusive eu - estava razoavelmente confiante de que logo começaríamos a resolver o quebra-cabeça da matéria escura. Afinal, havia um ambicioso programa experimental no horizonte, que antecipamos nos permitiria identificar a natureza desta substância e começar a medir suas propriedades. Este programa incluiu o acelerador de partículas mais poderoso do mundo - o Large Hadron Collider - bem como uma série de outros novos experimentos e telescópios poderosos.

Mas as coisas não saíram da maneira que esperávamos. Embora esses experimentos e observações tenham sido realizados tão bem ou melhor do que poderíamos ter esperado, as descobertas não vieram.

Nos últimos 15 anos, por exemplo, experimentos projetados para detectar partículas individuais de matéria escura se tornaram um milhão de vezes mais sensíveis, e ainda nenhum sinal dessas partículas indescritíveis apareceu. E embora o Grande Colisor de Hádrons tenha, de acordo com todos os padrões técnicos, um desempenho maravilhoso, com exceção do bóson de Higgs, nenhuma nova partícula ou outro fenômeno foi descoberto.

A indefinição teimosa da matéria escura deixou muitos cientistas surpresos e confusos. Tínhamos o que pareciam ser boas razões para esperar que partículas de matéria escura fossem descobertas agora. E ainda assim a caça continua, e o mistério se aprofunda.

De muitas maneiras, temos apenas mais perguntas em aberto agora do que há uma ou duas décadas. E às vezes, pode parecer que quanto mais precisamente medimos nosso universo, menos o entendemos. Ao longo da segunda metade do século 20, os físicos de partículas teóricos costumavam ter muito sucesso em prever os tipos de partículas que seriam descobertas à medida que os aceleradores se tornassem cada vez mais poderosos. Foi uma corrida verdadeiramente impressionante.

Mas nossa presciência parece ter chegado ao fim - as partículas há muito previstas associadas às nossas teorias favoritas e mais bem motivadas obstinadamente se recusaram a aparecer. Talvez as descobertas de tais partículas estejam ao virar da esquina, e nossa confiança será restaurada em breve. Mas agora, parece haver pouco apoio para esse otimismo.

Em resposta, multidões de físicos estão voltando para seus quadros-negros, revisitando e revisando seus pressupostos. Com egos feridos e um pouco mais de humildade, estamos tentando desesperadamente encontrar uma nova maneira de dar sentido ao nosso mundo.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.