Conceito de arte de Einstein da expansão cósmica da energia escura
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Usando lentes gravitacionais, os cientistas descobriram que a matéria escura pode se estender por mais de um milhão de anos-luz dos centros galácticos, propondo ajustes significativos às nossas teorias gravitacionais ou ao próprio conceito de matéria escura. Crédito: SciTechDaily.com

Uma nova pesquisa inovadora revela que as curvas de rotação das galáxias permanecem planas indefinidamente, corroborando as previsões da teoria da gravidade modificada como uma alternativa à matéria escura.

Esta descoberta desafia os modelos existentes de cosmologia e sugere que ou os halos de matéria escura são vastamente alargados ou a nossa compreensão da teoria gravitacional precisa de uma reavaliação fundamental.

Avanço na Cosmologia

Numa descoberta revolucionária que desafia a compreensão convencional da cosmologia, os cientistas da Case Western Reserve University desenterraram novas evidências que poderão remodelar a nossa percepção do cosmos.

Tobias Mistele, pós-doutorando no Departamento de Astronomia da Faculdade de Artes e Ciências da Case Western Reserve, foi pioneiro em uma técnica revolucionária usando “lentes gravitacionais” para mergulhar no reino enigmático da matéria escura. Ele descobriu que as curvas de rotação das galáxias permanecem planas durante milhões de anos-luz, sem fim à vista.

Os cientistas já acreditaram que as curvas de rotação das galáxias devem diminuir à medida que se olha para o espaço.

Curva de rotação de lente fraca
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Modelagem de curva de rotação de lente fraca. Crédito: Case Western Reserve University

Desafiando os modelos cósmicos tradicionais

Tradicionalmente, o comportamento das estrelas nas galáxias tem intrigado os astrónomos. De acordo com a gravidade newtoniana, as estrelas nas bordas externas deve ser mais lento devido à diminuição da atração gravitacional. Isso não foi observado, levando à inferência de matéria escura. Mas mesmo os halos de matéria escura deverão chegar ao fim, de modo que as curvas de rotação não deverão permanecer planas indefinidamente.

A análise de Mistele desafia esta expectativa, fornecendo uma revelação surpreendente: a influência do que chamamos de matéria escura estende-se muito além das estimativas anteriores, estendendo-se por pelo menos um milhão de anos-luz do centro galáctico.

Visco Tobias
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Tobias Mistele. Crédito: Case Western Reserve University

Um efeito de longo alcance pode indicar que a matéria escura – tal como a entendemos – pode nem existir.

“Esta descoberta desafia os modelos existentes”, disse ele, “sugerindo que existem halos de matéria escura vastamente estendidos ou que precisamos reavaliar fundamentalmente a nossa compreensão da teoria gravitacional”.

Implicações revolucionárias para a astrofísica

Stacy McGaugh, professora e diretora do Departamento de Astronomia da Faculdade de Artes e Ciências, disse que as descobertas de Mistele, previstas para publicação no Cartas de diários astrofísicosultrapasse os limites tradicionais.

“As implicações desta descoberta são profundas”, disse McGaugh. “Isso não só poderia redefinir a nossa compreensão da matéria escura, mas também nos convida a explorar teorias alternativas da gravidade, desafiando a própria estrutura da astrofísica moderna.”

Virando a teoria de Einstein de cabeça para baixo

A principal técnica que Mistele usou em sua pesquisa, lentes gravitacionais, é um fenômeno previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein. Essencialmente, ocorre quando um objeto massivo, como um aglomerado de galáxias ou mesmo uma única estrela massiva, desvia o caminho da luz vinda de uma fonte distante. Essa curvatura da luz acontece porque a massa do objeto distorce a estrutura do espaço-tempo ao seu redor. Esta curvatura da luz pelas galáxias persiste em escalas muito maiores do que o esperado.

Stacy McGaugh
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Stacy McGaugh. Crédito: Case Western Reserve University

Como parte da pesquisa, Mistele traçou o que é chamado de relação Tully-Fisher num gráfico para destacar a relação empírica entre a massa visível de uma galáxia e a sua velocidade de rotação.

“Sabíamos que essa relação existia”, disse Mistele. “Mas não era óbvio que o relacionamento iria durar quanto mais longe você fosse. Até onde esse comportamento persiste? Essa é a questão, porque não pode persistir para sempre.”

Mistele disse que sua descoberta ressalta a necessidade de maior exploração e colaboração dentro da comunidade científica – e da possível análise de outros dados.

Reavaliando as teorias da matéria escura

McGaugh observou os esforços hercúleos – ainda que, até agora, malsucedidos – da comunidade internacional de física de partículas para detectar e identificar partículas de matéria escura.

“Ou os halos de matéria escura são muito maiores do que esperávamos ou todo o paradigma está errado”, disse McGaugh. “A teoria que previu este comportamento antecipadamente é a teoria da gravidade modificada MOND, suposta por Moti Milgrom como uma alternativa à matéria escura em 1983. Portanto, a interpretação óbvia e inevitavelmente controversa deste resultado é que a matéria escura é uma quimera; talvez a evidência disso aponte para alguma nova teoria da gravidade além daquela que Einstein nos ensinou.”

Referência: “Velocidades circulares indefinidamente planas e a relação bariônica de Tully-Fisher a partir de lentes fracas” por Tobias Mistele, Stacy McGaugh, Federico Lelli, James Schombert e Pengfei Li, aceito, Cartas de diários astrofísicos.
arXiv:2406.09685



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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.