Quanta matéria existe no universo é medida com precisão por cientistas e ele é absurdamente vazio

Por , em 29.09.2020
Gráfico de quanta matéria existe no universo
A equipe determinou que a matéria representa cerca de 31% do total de matéria e energia do universo. Os cosmólogos acreditam que cerca de 20% da matéria total é feita de matéria comum - ou "bariônica" - que inclui estrelas, galáxias, átomos e vida, enquanto cerca de 80% é feita de matéria escura, cuja natureza misteriosa ainda não é conhecida mas pode consistir em alguma partícula subatômica ainda não descoberta. Crédito: Mohamed Abdullah, UC Riverside.

Um dos principais objetivos da cosmologia é medir com precisão quanta matéria existe no universo, um exercício assustador até para os melhores matemáticos. Uma equipe liderada por cientistas da Universidade da Califórnia (UCR), EUA, fez exatamente isso.

Publicado na revista científica Astrophysical Journal, o artigo da equipe descobriu que a matéria compõe 31% do total de matéria e energia no universo. Os 69% restantes são energia escura, reporta o portal Phys, sobre a pesquisa.

O universo é absurdamente vazio

“Para colocar essa quantidade de matéria em contexto, se toda a matéria do universo fosse espalhada uniformemente pelo espaço, isso corresponderia a uma densidade de massa média igual a apenas cerca de seis átomos de hidrogênio por metro cúbico”, afirmou Mohamed Abdullahm, o principal autor da pesquisa e estudante de pós-graduação na UCR. “No entanto, como sabemos que 80% da matéria é na verdade matéria escura, na realidade, a maior parte dessa matéria não consiste em átomos de hidrogênio, mas em um tipo de matéria que os cosmólogos ainda não entendem.”

Colocando em ainda mais perspectiva: a matéria bariônica do universo (a matéria que realmente podemos observar como estrelas, galáxias, gás e poeira) é apenas 1,2 átomos de hidrogênio por metro cúbico. O restante é matéria-escura. Isso é MUITO espaço vazio.

Técnica comprovada

Abdullah explicou que uma técnica bem comprovada para determinar a quantidade total de matéria no universo é comparar o número observado e a massa de aglomerados de galáxias por unidade de volume com previsões de simulações numéricas. Como os aglomerados de galáxias atuais se formaram a partir de matéria que entrou em colapso ao longo de bilhões de anos sob sua própria gravidade, o número de aglomerados observados atualmente é muito sensível às condições cosmológicas e, em particular, à quantidade total de matéria.

Quanta matéria existe no universo: medição de aglomerados de galáxias
A equipe comparou o número de aglomerados de galáxias medidas em contraste com previsões de simulações numéricas para determinar qual resposta estava certa.  Crédito: Mohamed Abdullah, UC Riverside.

“Uma porcentagem maior de matéria resultaria em mais aglomerados”, disse Abdullah. “O desafio ‘Cachinhos Dourados’ para nossa equipe era medir o número de aglomerados e então determinar qual resposta era certa. Mas é difícil medir a massa de qualquer aglomerado de galáxias com precisão porque a maior parte da matéria é escura, então não podemos vê-la com telescópios.”

Para ultrapassar esse problema, o time de pesquisadores desenvolveu o “GalWeight“, uma ferramenta para “pesar” um aglomerado de galáxias usando as órbitas das galáxias que o integram. Os cientistas em seguida usaram a ferramenta nas observações do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para criar o “GalWCat19”, um catálogo de aglomerados de galáxias aberto ao público. Então realizaram uma comparação entre o total de aglomerados no catálogo novo com simulações matemáticas para descobrir a quantidade total de matéria no universo.

As mais precisas medições até agora

“Conseguimos fazer uma das medições mais precisas já feitas usando a técnica do aglomerado de galáxias”, afirmou Gillian Wilson, co-autor do estudo e professor de física e astronomia da UCR. “Além disso, este é o primeiro uso da técnica de órbita galáctica que obteve um valor de acordo com aqueles obtidos por equipes que usaram técnicas de não aglomeração, como anisotropias cósmicas de fundo, oscilações acústicas de bárions, supernovas Tipo Ia ou lentes gravitacionais.”

“Uma grande vantagem de usar nossa técnica de órbita galáctica GalWeight foi que nossa equipe conseguiu determinar uma massa para cada aglomerado individual em vez de confiar em métodos estatísticos mais indiretos”, afirmou Anatoly Klypin, outro co-autor e cosmólogo especialista em simulações numéricas.

Quanta matéria existe no universo

Combinando sua medição com as de outras equipes que usaram técnicas diferentes, a equipe liderada pelo UCR foi capaz de determinar o melhor valor combinado, concluindo que a matéria representa 31,5% da quantidade total de matéria e energia no universo com uma margem de erro de 1,3% para mais ou menos.

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3 comentários

  • Oduvaldo Mello:

    Caro Cesar, não sou cientista, sou Teólogo, então, respeitosamente, vejo o tema com um olhar de outro ângulo, sem ignorar a ciência. Apesar de mostrar corretamente a expsansão do universo, a partir do hidrogênio, considero como apropriadadas as declarações de David Bhomm, entre outras: “A ideia atual do universo pode representar algum estágio de um universo maior, um universo de luz. Até onde podemos perceber esse universo de luz é eterno
    Entretanto, a certa altura, alguns desses raios luminosos se juntaram e produziram a grande explosão – o Big-Bang. Isso desencadeou o nosso universo, que também terá um fim”
    David Joseph Bohm(1917-1992), físico quântico norte-americano. No espaço nada é vazio, é composto por uma “matéria” que escapa aos nossos sentidos materiais.Pense Nisso, Amigo!

  • Oduvaldo Mello:

    Não existe nada vazio no universo. Sugerimos seguir Nikola Tesla estudando/considerando o invisível, pois existem frequências atômicas aquém do hidrogênio. Todo o Universo, a parte visível e invisível, é feito de uma mesma energia, que se manifesta local e não-localmente, que Einstein, apesar de nao ter entedido muito bem, chamou de Ether.

    • Cesar Grossmann:

      “frequências atômicas aquém do hidrogênio” não faz sentido. Einstein concordava com os outros físicos que não existe éter. Ou “Ether”. E se você tem em um cubo de 1 cm de lado apenas 3 ou 4 átomos, o resto chama… “vazio”.

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