O que são matéria escura e energia escura?
Matéria escura e energia escura são dois conceitos físicos muito pouco compreendidos, mas essenciais para explicar o universo. Juntos, eles constituem cerca de 95% do cosmos — ou seja, tudo o que conhecemos, observamos e é explicado pela ciência representa apenas 5% do universo.
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A matéria escura, por si só, corresponde à maior fatia de massa do cosmos. Já a energia escura ainda é um verdadeiro enigma, mas necessária para explicar por que o universo está se expandindo e acelerando.
A seguir, o Canaltech reúne algumas perguntas e respostas sobre os dois fenômenos, e você pode tirar as seguintes dúvidas:
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- O que é matéria escura e energia escura?
- Em que a matéria escura e a energia escura se diferenciam?
- Como os cientistas estudam a energia escura?
O que é matéria escura e energia escura?
Os conceitos de matéria e energia escura surgem para explicar o que ainda não conhecemos. O pouco que sabemos sobre elas é baseado em seus efeitos na gravidade.
No final do século XX, os cientistas descobriram que o universo não está apenas se expandindo, mas que essa expansão está se acelerando. Essa ideia vai contra o proposto pelo físico Albert Einstein, que acreditava que a matéria contida no universo poderia desacelerar essa expansão.
É nesse contexto, portanto, que surge a energia escura, um componente desconhecido capaz de neutralizar a ação da gravidade e impulsionar a expansão do universo, adicionando aceleração.
Ariel Sánchez, PhD em astronomia e pesquisador do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, revelou, em entrevista à BBC, que entender essa substância é um dos problemas mais relevantes da atualidade. “Decifrar a natureza desse componente que denominamos energia escura é um dos problemas em aberto mais importantes da física atual”, afirmou.
A matéria escura, por sua vez, ao contrário do que seu nome pode sugerir, é transparente. Ela é chamada de escura porque não podemos vê-la e ela não emite, reflete e nem absorve luz. No entanto, a matéria escura possui massa, o que pode ser observado pela influência gravitacional que exerce sobre as estrelas e gases no espaço. De acordo com Sánchez, existem inúmeras evidências da existência de matéria escura.
Ainda segundo o astrofísico, 70% do que constitui o cosmos é composto de energia escura. 25% é a matéria escura e, portanto, tudo o que conhecemos — planetas, estrelas, galáxias, e nós, seres humanos —, representam apenas 5% de todo o conteúdo do universo. Ou seja, tudo o que conhecemos corresponde a uma fração muito pequena da vastidão do cosmos.
Em que a matéria escura e a energia escura se diferenciam?
Apesar de serem conceitos que nos permitem ter uma melhor compreensão do universo, matéria escura e energia escura são dois fenômenos completamente diferentes e, de certa forma, opostos.
Enquanto a matéria escura aumenta a atração gravitacional e mantém as galáxias unidas, a energia escura age como uma força “repulsiva”, afastando galáxias e acelerando a expansão do universo.
Nas palavras de Sánchez, “a matéria escura age de forma a retardar a expansão do universo; isto é, o efeito oposto da energia escura”.
Como os cientistas estudam a energia escura?
Desde 2021, os cientistas têm iniciado um mapeamento do universo para compreender melhor os mistérios da energia escura. Esse mapeamento é feito com o Desi (Dark Energy Spectroscopic Instrument, ou “Instrumento Espectroscópico de Energia Escura”, na tradução para o português).
Esse equipamento possibilita aos pesquisadores construir um mapa detalhado do universo, pois é capaz de analisar mais de 5 mil galáxias de forma simultânea e permite a construção de um “catálogo” do cosmos em um curto período de tempo. O projeto, iniciado em 2021, deve ser finalizado em 2026.
Em 2024, um mapa 3D formado por imagens coletadas no primeiro ano de execução do instrumento foi revelado, representando a maior coleta já realizada até o momento. Com as observações, princípios fundamentais do modelo mais aceito do universo foram reforçados, e permitiram a medição da taxa de expansão mais precisa até o momento.
A expectativa é que o instrumento seja capaz de mapear 37 milhões de galáxias e 3 milhões de quasares — galáxias com buracos negros supermassivos ativos em seus núcleos — até o final do experimento. Assim, pesquisadores poderão estudar a evolução do universo e caracterizar as propriedades da energia escura, destaca Sánchez.
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