Cientistas delimitam massa da matéria escura

Publicado em 5.12.2011

Físicos definiram o limite mais preciso até agora para a massa da matéria escura, o misterioso recheio do universo que deve formar 98% de toda a matéria do mundo.

Os pesquisadores usaram dados do Telescópio Fermi, da NASA, para definir parâmetros da massa das partículas de matéria escura. Eles calcularam a média com que elas colidem com suas parceiras de antimatéria e se aniquilam, em galáxias que orbitam nossa Via Láctea.

Savvas Koushiappas, professor assistente de física na Universidade Brown, e o físico Alex Gereinger-Sameth, descobriram que as partículas de matéria escura devem ter uma massa maior do que 40 giga-elétrons volts (GeV) – aproximadamente 42 vezes a massa de um próton.

“O que descobrimos é que se a massa é menor do que 40 GeV, então não pode ser uma partícula de matéria escura”, afirma Koushiappas.

Os resultados colocam dúvidas em achados recentes, de experimentos alternativos, que afirmavam ter conseguido detectar a matéria escura.

Eles alardearam terem encontrado partículas de matéria escura com massas entre 7 e 12 GeV, o que é uma diferença significante para o novo estudo.

A matéria escura é invisível, e os cientistas vêm tentando há muito tempo detectar as misteriosas partículas. Mas já que ela tem massa, sua presença é inferida pela força gravitacional que exerce na matéria comum.

Mas é muito complicado. Nos anos 20, o astrônomo Edwin Hubble descobriu que o universo não é estático, mas expansivo. Mais de 70 anos depois, observações do Telescópio Hubble (que recebeu o nome da personalidade) mostram que o universo está expandindo muito mais rápido do que antes.

Cosmologistas pensam que uma misteriosa força chamada energia escura ou negra está por trás dessa aceleração. Até hoje isso não foi comprovado, mas a velocidade cada vez maior do cosmos talvez ocorra por isso.

“Se, pelo bem da argumentação, uma partícula de matéria escura tem menos do que 40 GeV, isso significa que a quantidade de matéria desse tipo no universo, hoje, seria tanta que ele não estaria expandindo nessa velocidade”, comenta Koushiappas.

Pensa-se que a energia escura é responsável por 73% da massa e energia do universo. Matéria escura estaria com 23%, o que deixa apenas 4% para a matéria regular, ou seja, as estrelas, planetas, galáxias e nós, humanos.

Mas como a matéria e a energia escuras não foram diretamente detectadas, isso continua no campo dos conceitos.

Em pelo menos um aspecto, a matéria escura se comporta como a normal: quando uma partícula de matéria escura encontra sua parceira de antimatéria, elas devem se destruir. Antimatéria é a irmã da matéria normal. Em tese, existe uma de cada, em número igual no universo e com a mesma massa, mas com carga oposta.

Cientistas suspeitam que a matéria escura seja feita de partículas chamadas WINP (do inglês: partícula massiva que interage fracamente). Quando uma WINP e sua antipartícula colidem, elas deveriam aniquilar uma a outra.

Para examinar a massa da matéria escura, Koushiappas e Geringer-Sameth reverteram o processo de aniquilação. Eles observaram sete galáxias anãs que seriam repletas desse tipo de matéria, já que o movimento das estrelas internas não pode ser completamente explicado apenas pela massa delas.

Já que essas galáxias também contêm muito gás hidrogênio e matéria comum, elas ajudam a entender a matéria escura e seus efeitos.

Os físicos trabalharam com dados coletados pelo Telescópio Fermi nos últimos três anos, que observa o universo através de raios gama de alta intensidade. Ao mensurar o número de partículas de luz – os fótons – nas galáxias, os cientistas conseguiram calcular a frequência de produção das partículas quarks, produzidas no processo de aniquilamento.

Isso permite que os pesquisadores estabeleçam limites para a massa das partículas escuras e a frequência com que são destruídas.

“Isso é muito excitante para o estudo da matéria escura, já que muitos experimentos estão finalmente se relacionando com teorias antigas”, afirma Geringer-Sameth. “Estamos começando a por essas teorias em teste”.[LiveScience]

Autor: Bernardo Staut

é estudante de jornalismo e interessado por povos, culturas e artes.

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30 Comentários

  1. Matheus H.
    Você está sendo muito exigente. A cosmologia é assim mesmo. Ninguém dá certeza de nada. Quantos desmentidos já ocorreram com coisas até matematicamente provadas. Você fala da gravidade e sobre ela ninguém conhece nada a seu respeito. Eu dizer isto que estou dizendo sobre a gravidade é apenas uma opinião mais lógica (acredito), que dizer que existem gráviton e que existem ondas gravitacionais, que não foram e não serão detectadas (também acredito) . Num caso deste é até salutar que apareçam outras opiniões para que sejam postos á prova e para provar certas coisas a NASA está gastando milhares de dólares (Ex. o HLC que é apenas um destruidor de partículas e não um criador das partículas que originaram o universo).
    Outro caso é que o centro do universo não é um aglomerado de estrela e sim, existe um aglomerados de estrelas que parece estar no centro do universo (não se sabe exatamente a que distancia). Este estudo foi feito em 1989, pelos sete samurais (apelido dado a cientista americanos) e não entraram em mais detalhes. A rotação do universo foi descoberto pelo astrônomo inglês Paul Birsh, que foi desmascarado, não mais se falou dele, eu também o apoiei e agora, em agosto de 2011, cientistas afirmaram que o universo gira como um carrossel desde o big bang.
    Agora quanto a separação do espaço e do tempo, que por sinal tanto eu como muita gente aceita com reservas. Eu esperei pela opinião de um grande cientista Petr Horava, para falar sobre isto. Não vejo falta de provas apresentadas no meu blog. Pode ser sim provas falsas, mas nestes casos a culpa não é minha. Umas das coisas que posso ter culpa é quanto a energia e a matéria escuras.
    As evidências não apresentadas sobre a criação do universo, sugiro ver as evidencias apresentadas pela teoria do big bang. Estamos empatados. Eu apresentei apenas uma teoria mais lógica e tem que ser assim, contestar tudo o que é ilógico como esta teoria do big bang (absurda).
    Não estou contra sua critica, pelo contrário dou todo apoio, pois é assim que a cosmologia evolui. É necessário contestar para que as teorias se amoldem a realidade.
    Muito obrigado e não se intimide, você tem um senso critico muito bom, conhecimentos suficientes, mas acho que você acredita demais no que foi ensinado ao publico.

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    • Campos,

      “Você está sendo muito exigente. A cosmologia é assim mesmo. Ninguém dá certeza de nada. Quantos desmentidos já ocorreram com coisas até matematicamente provadas.”

      Estou sendo muito exigente? Querer evidências para afirmações é ser exigente?

      “…a gravidade é apenas uma opinião mais lógica (acredito), que dizer que existem gráviton e que existem ondas gravitacionais, que não foram e não serão detectadas (também acredito)”

      Você acredita nisso, sem evidências, o que não basta para a ciência, quanto às ondas gravitacionais temos evidências indiretas delas:http://www.portaldoastronomo.org/tema_20_1.php

      E possuímos telescópios tentando detectá-las:http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/ondas_gravitacionais_primordiais_permitem_testar_as_teorias_cosmologicas.html

      “(Ex. o HLC que é apenas um destruidor de partículas e não um criador das partículas que originaram o universo).”

      Isso não tem nada a ver com a disscussão, mas um erro grosseiro no que você disse: O LHC não é um “destruidor”, ele choca as partículas para que elas se dividam até seus componentes mais básicos, pois segundo a Teoria do Big Bang, nos primeiros instantes eram esses componentes básicos que existiam.

      “Outro caso é que o centro do universo não é um aglomerado de estrela e sim, existe um aglomerados de estrelas que parece estar no centro do universo (não se sabe exatamente a que distancia).”

      Prove que o universo possui um centro.

      “Este estudo foi feito em 1989, pelos sete samurais (apelido dado a cientista americanos) e não entraram em mais detalhes.”

      Imagino que tambem não tenham mostrado evidências.

      “e agora, em agosto de 2011, cientistas afirmaram que o universo gira como um carrossel desde o big bang.”

      Eles afirmam que as galáxias “preferem” girar no sentido anti-horário do que para o horário, e isso em relação a Terra, em relação a outro referencial o sentido provavelmente é diferente. E como eu disse, se o universo girasse deveríamos olhar para um lado e ver desvio para o vermelho e no outro ver desvio para o azul, o que não acontesse.

      “Agora quanto a separação do espaço e do tempo, que por sinal tanto eu como muita gente aceita com reservas.”

      E as evidências?

      “Eu esperei pela opinião de um grande cientista Petr Horava, para falar sobre isto.”

      Esse físico formulou uma hipótese de gravidade quântica que ainda não foi comprovada.

      “Umas das coisas que posso ter culpa é quanto a energia e a matéria escuras.”

      Não entendi o que você quiz dizer com isso, explique, por favor.

      “As evidências não apresentadas sobre a criação do universo, sugiro ver as evidencias apresentadas pela teoria do big bang. Estamos empatados.”

      É mesmo? Como sua incrível teoria explica:
      Redshift da luz emitida das galáxias acoplado com dilatação temporal que sugere que o universo está expandindo; Radiação Cósmica de Fundo cujo dados indicam que o universo foi um corpo negro quase perfeito; Abundância dos elementos leves como Hidrogênio e Hélio; As evidências que sugerem que o universo passou por uma fase de inflação e os cálculos que mostram que o universo esteve num estado de baixa entropia?

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  2. Matheus H.

    Não tenho condições de mostrar como consegui todas esta novidades, aqui neste pequeno espaço. Sugiro ler o blog:”olhando o universo”. Lá vai encontrar detalhes, fonte de consultas, etc.
    Acho muito importante debatermos este assunto. Só assim tiramos as duvidas e aprendemos. Existe uma frase do astronomo João Magueijo que diz: Não acredite em tudo que lhe ensinaram na escola.

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    • Campos,

      Já li esse blog e o autor dele apresenta muitos conceitos sem mostrar evidência que os suportem, por exemplo – Ele diz “A gravidade não é intermediada por gravitons ou ondas gravitacionais” e para aí, não mostra evidências que sustentem isso (só para dar um exemplo).

      O autor tambem diz que o “centro do universo” é um aglomerado de estrelas, o que se torna ilógico devida a existência de aglomerado de galaxias e, de novo, não mostra evidências que suportem o que ele diz.

      Sobre a rotação do universo, se ela realmente existisse, deveriamos olhar para um lado do universo e ver red-shift e para o outro e ver blue-shift, o que não ocorre.

      Quanto as fontes, a importante para o assunto é sobre um físico que declarou que espaço e tempo são separados, isso em 2010, se o trabalho dele tivesse resultado numa comfirmação do que ele diz, já teria ter repercutido no meio científico.

      Por fim ele sugere uma “teoria de surgimento do universo” e, novamente, não ofereçe evidências que a suportem. Sobre o comentário de João Magueijo, não acreditar em tudo que é ensinado na escola não é inventar hipóteses sem fundamento.

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  3. Rone
    A gravidade é inerente a matéria. Matéria atrai matéria. Só existe gravidade onde existe matéria. Matéria escura não existe, se existe atração, esta só pode ser do centro gravitacional do universo. Em agosto de 2011 foi publicado que astrônomos descobriram que o universo gira. Se gira tem um eixo, se tem um eixo tem um centro. Felizmente muitas coisas que conhecemos esta caindo ladeira abaixo. Dizer que o universo não tem um centro, é coisa do passado. Estamos agora separando o tempo do espaço, que Einstein juntou, tentando reverter a relatividade e muitos outros conceitos, inclusive o próprio big bang. Estamos num período de muitas novidades. O que mais existe são incertezas.

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    • Campos-
      Eu nâo sei de onde você tirou essa idéia de “centro do universo” já que nenhuma evidência aponta para isso (e o modelo atual de expansão do universo até nega essa idéia), quanto a descoberta de que “o universo gira”, não é bem assim -
      O que a pesquisa mostra é que a maioria das galáxias possui rotação em torno de seus centros em um sentido (se é horário ou anti-horário eu não lembro).
      Quanto ao resto-

      Prove que o universo possui um centro,
      Prove que espaço e tempo são separados,
      Prove que a relatividade está errada,pois até lá isso são só especulações.

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  4. Ao Campos … Não acredito em “centro do universo ter uma força gravitacional” a matéria escura e energia escura pra só um coisa só. Talves em 5 anos compreendamos mais uns 1%….

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  5. A matéria escura só age gravitacionalmente. Como é possível? Não existe matéria para causar esta gravidade e isto é atribuido a uma matéria que não existe e por este motivo é chamada de matéria escura. Tudo isto acontece porque ninguem ainda acredita que o universo tem um centro e que este centro seja o centro de gravidade do universo, assim como o buraco negro é o centro de uma galáxia. O universo é uma gigantesca galáxia. Este centro do universo tem uma força gravitacional que age sobre as galáxias, assim como o buraco negro age sobre as estrelas. Portanto a matéria escura não é matéria e sim uma energia (energia gravitacional do centro do universo) e por este motivo não pode ser detectada.

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  6. …nosso universo ser parte de um aglomerado de universos interagindo?espectro,isso é quase tao complicado quanto materia escura,isso que voce sitou seria a “teoria dos universos paralelos”.

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  7. Eu ainda acho que estão inventando uma desculpa para justificar o que não podem explicar. Que o universo se expande aceleradamente, parece ser um conscenso, mas o porque ainda é um mistério. Acredito que a busca de respostas está fora do egocentrismo humano. Precisamos de modelos que considerem a possibilidade de o nosso universo ser parte de um aglomerado de universos interagindo. Talvez essa visão mais humilde permita explicar o que chamamos de força de repulsão como um simples efeito gravitacional pela ação de outros universos.

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    • Era bom você estudar um pouco. A matéria escura não tem a ver com a expansão acelerada do Universo, mas com o comportamento de galáxias, que giram com velocidade maior do que a esperada pela massa visível. Não é “uma desculpa para justificar o que não podem explicar”, é a explicação encontrada para o fenômeno: as galáxias se comportam como se houvesse mais matéria do que a que pode ser visualmente detectada. A explicação mais simples é que existe realmente mais matéria nas galáxias e que não pode ser visualmente detectada – matéria escura. Outras explicações possíveis incluem até mesmo um comportamento da gravitação diferente do descrito pela equação de Newton e pela Relatividade.

      Enquanto não demonstrarem que a matéria escura não existe, esta é a explicação mais simples.

      Lembrando o que disse Isaac Newton:

      “Não se hão de admitir mais causas das coisas naturais do que as que sejam verdadeiras e, ao mesmo tempo, bastem para explicar os fenômenos de tudo. A natureza, com efeito, é simples e não se serve do luxo de causas supérfluas das coisas.” – Sir Isaac Newton, Princípios Matemáticos de Filosofia Natural, Livro III, “Do Sistema do Mundo”, Hipótese I

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    • “Cosmologistas pensam que uma misteriosa força chamada energia escura ou negra está por trás dessa aceleração. Até hoje isso não foi comprovado, mas a velocidade cada vez maior do cosmos talvez ocorra por isso.”
      Digo e repito: Força de repulsão na matéria é um absurdo.

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    • Pra mim, tal aceleração nada mais é que a redução da gravidade conforme a distância entre as galáxias aumenta, é uma consequência natural, não precisa de fantasmas. Quanto mais se afasta, mais atração gravitacional se perde, dando a impressão de uma aceleração.

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    • Jonatas,
      a redução do efeito da gravidade é real, porém não caracteriza aceleração, pois a velocidade de expansão neste caso poderá no máximo permancer constante. Para haver aceleração deve existir alguma força empurrando ou puxando.

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  8. “(…)o misterioso recheio do universo que deve formar 98% de toda a matéria do mundo.”

    Do mundo? Não seria 98% de toda a matéria do Universo?

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    • mundo seria o lugar em que vivemos, nesse caso pode ser sua casa, sua rua, seu país, seu continente, seu planeta, seu universo, seu multiverso, seu ‘lugar onde Deus vive’, e assim sucessivamente kkkkk

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    • Sei.

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  9. Pra que tantas definições e medições encima de algo que não está confirmado realmente? Não seria melhor encontrar de uma vez os próprios objetos de estudo antes de presumir suas grandezas e propriedades? Se só se pode ver os efeitos, não se pode descartar as outras causas possíveis, afinal, não é só luz o que as estrelas produzem e nem só a gravidade a única força do Universo.

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    • Eu acho q os cientistas não devem parar e falar: vamos generaliza tudo, porque expande? uma força né. tá. se expande então o que faz isso. e assim vai. Eles tem que ser originais e esquecer todas as teorias em q eles se baseiam no presente. Dai eles tentam entender as coisas apenas pensando e teorizando novos modos de enxergar tudo. Se basear em “modos de enxergar tudo” q outros fizeram é perda de tempo. Pra mim uns tem de averiguar e outros teorizar, se fica nessa mesmisse de matéria escura fica difícil, embora eu ache q eles fazem isso é que desistem enquanto tentam. :)

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    • Eu acho q os cientistas devem*

      Erro meu

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    • Jonatas, em vez de inventar uma força nova, não é mais simples primeiro supor uma força já conhecida?

      “Não se hão de admitir mais causas das coisas naturais do que as que sejam verdadeiras e, ao mesmo tempo, bastem para explicar os fenômenos de tudo. A natureza, com efeito, é simples e não se serve do luxo de causas supérfluas das coisas.” – Sir Isaac Newton, Princípios Matemáticos de Filosofia Natural, Livro III, “Do Sistema do Mundo”, Hipótese I

      A rotação das galáxias, primeira pista da matéria escura, é maior que a prevista pelo modelo kepleriano/newtoniano das mesmas usando a matéria visível, é como se houvesse mais matéria nas galáxias, mas uma matéria que não é visível. Poderia ser outra coisa, mas a hipótese mais simples ainda é a de que há mais matéria nas galáxias, matéria esta que não é visível em nenhuma faixa do espectro eletromagnético.

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    • Esplique-nos, como seria tal matéria escura? se existe em tão grandes massas porque é tão invisível, sem afetar a luz das galáxias distantes que chega até aqui?
      Eu ainda entendia melhor a idéia da gravidade fantasma vir de planetas gigantes gasosos e anão marrons hipernumerosos pelo universo afora, e partículas elementares, como os neutrinos.

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  10. É uma parte do Universo que os astrônomos sabem que existe, mas ainda não sabem exatamente o que seja. É matéria, porque se consegue medir sua existência por meio da força gravitacional que ela exerce. E é escura, porque não emite nenhuma luz. essa segunda propriedade é justamente o que dificulta seu estudo. Todas as observações de corpos no espaço são feitas a partir da luz ou de outro tipo de radiação eletromagnética emitida ou refletida pelos astros. Como a matéria escura não faz nenhuma dessas coisas, é “invisível”.

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    • aqui esta a resposta da sua pergunta, DANS. espero ter ajudado.

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  11. “Antimatéria é a irmã da matéria normal. Em tese, existe uma de cada, em número igual no universo e com a mesma massa, mas com carga oposta.” Traduzindo: o Universo é um NADA.
    Acho qe oqe a matéria disse não está totalmente certo, se não me ingano físicos já transforam matéria em anti-matéria, estou certo?
    Com certeza isso é um assunto para fazer a gente pensar por horas…

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    • Não, Romário. O Universo visível é recheado de matéria, e tem zero antimatéria. Pelo menos não há nenhum indício de que existam estrelas ou galáxias de antimatéria.

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    • Pra mim a anti-mátéria é apenas um estado diferente da matéria, tendo em vista que a única coisa que difere a matéria e a anti-matéria é sua carga elétrica, porque a carga elétrica não pode ser apenas um estado do elétron enquanto o anti-elétron seja outro estado do próprio elétron. O fato deles se aniquilarem quando se encontram, se da pelo simples fato das cargas se anularem por serem opostas e reagem entre si. Bom sei lá essa é a opinião de um leigo curioso…

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    • É lenda, não é nada! Esquece esse assunto!

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