Quanta matéria escura passa através de você?

Por , em 5.07.2018

Nossa compreensão do universo requer a existência de uma substância misteriosa chamada de matéria escura.

Se ela for mesmo real, isso significa que a Via Láctea tem um halo de matéria escura, e parte dessa matéria passa pelo sistema solar, pela Terra e até por você.

Densidade da matéria escura no sistema solar

Uma consequência da existência de tal substância é que ela implica que toda grande estrutura que se forma no universo, como uma galáxia, terá um grande e difuso halo de matéria escura em torno dela.

No interior de cada galáxia, a matéria normal (baseada em átomos) se acumula, uma vez que pode colidir e interagir com ela mesma e com a radiação. Já a matéria escura simplesmente passa por tudo – ela mesma, matéria normal, fótons etc – sem interagir com nada.

Como a matéria escura interage apenas gravitacionalmente, suas partículas não têm como perder o grande impulso com o qual começam. Ao longo de toda a história do universo, cada partícula de matéria escura pode ter mergulhado no centro galáctico apenas uma dúzia de vezes.

Nas maiores escalas, a matéria escura domina o universo. Mas onde estamos, a apenas 25.000 anos-luz do centro galáctico, a matéria normal é localmente mais abundante.

Mesmo com base nas simulações mais realistas que podemos fazer, a densidade da matéria escura, no sistema solar, é de cerca de 10-21 quilogramas por metro cúbico (kg/m3). A título de comparação, a densidade média de um ser humano é de 1000 kg/m3, muito maior. Se somássemos toda a matéria escura dentro de todos os humanos na Terra a qualquer momento, ela não equivaleria a mais do que um único nanograma.

Durante sua vida, quanta matéria escura passa por você?

Se uma pessoa quiser saber quanta matéria escura passa através dela em um determinado período de tempo, tudo o que precisa para fazer essa cálculo são quatro números – a densidade da matéria escura, a área de superfície de um ser humano que a matéria escura pode atingir, a velocidade da matéria escura e a quantidade de tempo para a qual você quer essa resposta – e uma conta de multiplicação.

Já sabemos a densidade da matéria escura. A área de superfície de um ser humano típico é de 1,7 metros quadrados. Uma vez que a matéria escura passa por nós em um ângulo aleatório, podemos estimar rapidamente que a área de superfície de um ser humano que a matéria escura pode atingir seria algo como 0,6 metros quadrados.

O sistema solar orbita o centro galáctico a velocidades de cerca de 200 km/s, mas a matéria escura em movimento deve ser relativamente mais rápida: mais próxima dos 350 km/s. Isso significa que a matéria escura se move, em relação a um humano na Terra, a uma velocidade de cerca de 400 km/s.

A cada segundo, cerca de 2.5 × 10-16 kg de matéria escura atravessa seu corpo. Todos os anos, aproximadamente 10-8 kg de matéria escura se movem por você. Isso significa que, ao longo de uma vida humana (digamos, 80 anos), um total de apenas 1 miligrama de matéria escura terá passado pelo seu corpo.

Esse número é minúsculo, mas já oferece uma chance de detecção para os pesquisadores, que vêm construindo há décadas máquinas cada vez mais sensíveis e poderosas que possam identificar a mínima interação entre matéria comum e escura. [Forbes]

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (15 votos, média: 4,33 de 5)

Deixe seu comentário!