Matéria escura e energia escura são dois conceitos fundamentais na física, embora sejam bastante desafiadores de compreender. Juntas, essas forças misteriosas representam cerca de 95% do universo, enquanto tudo o que conhecemos e observamos, incluindo estrelas, planetas e galáxias, representa apenas 5% de nossa realidade cósmica.
A matéria escura é a principal componente de massa do cosmos. Embora invisível, sua existência é inferida por meio de seu efeito gravitacional nas estrelas e no gás que preenchem o espaço. Por outro lado, a energia escura é um enigma, necessária para explicar a rápida aceleração da expansão do universo.
Este artigo irá responder a três questões principais sobre o tema:
- O que são matéria escura e energia escura?
- Quais as diferenças entre matéria escura e energia escura?
- Como os cientistas estudam a energia escura?
O que são matéria escura e energia escura?
Os conceitos de matéria e energia escura emergem da necessidade de explicar as partes do universo que ainda não compreendemos. O pouco que sabemos é baseado em suas influências na gravidade. No final do século XX, os cientistas descobriram que o universo não apenas se expande, mas que essa expansão está acelerando. Essa descoberta contradiz a ideia de Albert Einstein, que acreditava que a gravidade da matéria deveria desacelerar a expansão do universo.
A energia escura é, assim, um componente misterioso que parece neutralizar a gravidade e acelerar a expansão do cosmos. De acordo com Ariel Sánchez, PhD em astronomia e pesquisador do Instituto Max Planck, entender a energia escura é um dos grandes desafios da física atual. “Decifrar a natureza desse componente que denominamos energia escura é um dos problemas em aberto mais importantes da física”, comentou Sánchez em uma entrevista.
Por outro lado, a matéria escura, apesar do nome, não pode ser vista diretamente. Ela não emite, reflete ou absorve luz, por isso é considerada obscura. Porém, sua massa pode ser percebida através das interações gravitacionais que exerce sobre outros corpos celestes. Sánchez afirma que existem inúmeras evidências da existência de matéria escura, que compõe cerca de 25% do universo, enquanto a energia escura corresponde a aproximadamente 70%. Assim, a totalidade do que conhecemos — galáxias, estrelas e a Terra — equivale a meros 5% do que realmente existe no universo.
Quais as diferenças entre matéria escura e energia escura?
Embora ambos os conceitos ajudem a entender melhor o universo, matéria escura e energia escura representam fenômenos opostos. A matéria escura tende a aumentar a atração gravitacional e mantém as galáxias unidas, enquanto a energia escura atua como uma força repulsiva, afastando as galáxias e acelerando a expansão do cosmos.
Conforme explica Sánchez, “a matéria escura age de forma a retardar a expansão do universo; isto é, o efeito oposto da energia escura”. Essa diferença essencial entre os dois fenômenos é crucial para a compreensão das dinâmicas do universo.
Como os cientistas estudam a energia escura?
Desde 2021, os cientistas estão desenvolvendo um mapeamento do universo para entender melhor os mistérios da energia escura. Através do Desi (Dark Energy Spectroscopic Instrument), os pesquisadores conseguem criar um mapa detalhado do cosmos, analisando simultaneamente mais de 5 mil galáxias. Este projeto, que vai até 2026, é uma das maiores coletas de dados já realizadas no campo da cosmologia.
Em 2024, um avanço significativo foi alcançado com a revelação de um mapa 3D das galáxias observadas no primeiro ano de operação do Desi. Esse mapa ajudou a reforçar os princípios fundamentais do modelo cosmológico predominante e possibilitou a medição mais precisa da taxa de expansão do universo até agora.
As expectativas para o Desi são ambiciosas, com a previsão de que sejam mapeados 37 milhões de galáxias e 3 milhões de quasares dentro do período de estudo. Isso permitirá que os pesquisadores analisem a evolução do universo e caracterizem com mais profundidade as propriedades da energia escura, um passo essencial para desvendar os mistérios do cosmos, segundo Sánchez.
Portanto, a exploração desses conceitos não apenas expande nosso entendimento sobre a estrutura do universo, mas também provoca questionamentos sobre o lugar da humanidade dentro desse vasto cosmos. Fique atento às novas descobertas que podem mudar nossa perspectiva sobre o universo.