Cientistas mapearam a matéria escura em torno de galáxias

Cientistas com a colaboração do Dark Energy Survey (DES) lançaram o primeiro de uma série de mapas e gráficos detalhados da distribuição da matéria escura inferida a partir de seus efeitos gravitacionais. Os novos mapas confirmam as teorias atuais que sugerem que galáxias se formam onde existem grandes concentrações de matéria escura.
Os novos dados mostram grandes filamentos de matéria escura em galáxias e aglomerados de galáxias. A pesquisa e os mapas, que abrangem uma grande área do céu, são o produto de um esforço maciço de uma equipe internacional dos EUA, Reino Unido, Espanha, Alemanha, Suíça e Brasil. Eles anunciaram seus novos resultados na reunião da American Physical Society (APS) em Baltimore, Maryland.

De acordo com os cosmólogos, partículas de matéria escura se agregam ao longo do tempo em determinadas regiões do cosmos, muitas vezes nos mesmos lugares em que as galáxias se formaram. Ao longo do tempo, uma "teia cósmica" se desenvolve em todo o universo. Embora a matéria escura seja invisível, ela se expande com o universo e se sente a força da gravidade.
O primeiro mapa do Dark Energy Survey que mostra distribuição da matéria escura através de uma grande área do céu. As cores indicam a densidade de massa.

Os cientistas do DES  criaram os mapas com uma das câmeras digitais mais poderosas do mundo, a 570 megapixels Dark Energy Camera (DECAM), que é particularmente sensível à luz de galáxias distantes. Ela foi montada no telescópio Victor M. Blanco de 4 metros, situado no Observatório Interamericano de Cerro Tololo no norte do Chile. Cada um dos seus dados registraram imagens a partir de uma área de 20 vezes o tamanho da lua, visto da Terra.

Além disso, a DECAM recolhe dados quase dez vezes mais rápido do que as anteriores. De acordo com David Bacon, da Universidade do Instituto de Cosmologia e Gravitação de Portsmouth, "Isso nos permite olhar mais profundo para o espaço e ver os efeitos da matéria escura e energia escura, com maior clareza. Ironicamente, embora estas entidades das trevas, perfazem aproximadamente 96% do nosso universo, e vê-las é difícil e requer grandes quantidades de dados ".

A cúpula prateada do telescópio Blanco de 4 metros detém o DECAM no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile. (Crédito da foto: T. Abbott e NOAO / AURA / NSF)
O telescópio e seus instrumentos permitem medições precisas utilizando uma técnica conhecida como "lente gravitacional." Os astrofísicos estudam as pequenas distorções nas imagens de galáxias, devido à atração gravitacional da matéria escura em torno delas, similar às imagens distorcidas de objetos em uma lupa.

Chang e Vinu Vikram (Argonne National Laboratory) liderou a análise, com a qual traçou a teia de matéria escura em detalhes sem precedentes. "Nós medimos as distorções quase imperceptíveis nas formas de cerca de 2 milhões de galáxias para construir estes novos mapas", disse Vikram. Isso equivale a menos de 0,4% de todo o céu.
Eles apresentaram o seu trabalho de pesquisa para publicação na próxima edição dos Monthly Notices da Royal Astronomical Society.
Fonte: Universe Today

A Matéria Escura

Sistemas extragalácticos como galáxias espirais e aglomerados de galáxias apresentam discrepâncias em relação a massa. A aplicação da Lei da Gravitação de Newton para as estrelas observadas não consegue explicar os movimentos rápidos desses corpos. Isso leva à conclusão de que alguma forma de massa invisível, a Matéria Escura, domina a dinâmica do universo.
A matéria escura é a coisa mais misteriosa e enigmática sonhada pelos cosmólogos para explicar por que as galáxias não saem “voando” por ai. Para explicar o universo que vemos, temos que entender que a matéria escura ocupa mais que 85% de toda a matéria do Universo. Mas não emite luz ou se comunica com a matéria comum, exceto por gravidade.
Muitos físicos acreditam que a matéria escura é feita de WIMPs (veremos mais adiante).
Wimp é uma partícula subatômica hipotética de grande massa que interage fracamente com a matéria comum através de gravitação.

Sabemos que toda matéria do Universo conhecido é feita de átomo, mas tem algo estranho nessa afirmação. Os cientistas resolveram fazer um levantamento da massa existente no cosmo. Sabemos a quantidade de matéria comum existente no Universo, partículas elementares como elétrons e prótons, mas essas medidas não batem, ou seja, fica muito longe da massa total do Universo. Então chegou-se a uma conclusão que a maioria da matéria do Universo não era só feita de prótons, elétrons e outras partículas subatômicas conhecidas. É difícil de entender, mas o Universo é composto na sua minoria pela matéria comum, com nas estrelas, planetas, eu ou você, isto é, somos feitos de um tipo de matéria que nem de perto é o tipo de matéria que constitui a maioria do Universo… ai é que entra os WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles ou partículas maciças de interação fraca). O problema é que ninguém detectou (ainda), essa partícula em laboratórios. Estudos estão sendo feitos no Grande Colisor de Hádrons em Genebra. Se a ciência conseguir encontrar evidências de matéria escura, será que encontraremos também evidências de outros mundos…?
Alguns cientistas argumentam que a matéria escura não seja “outra coisa”, mas sim, porque simplesmente esta em outro lugar, como em outras dimensões. Nós não conseguimos ver essas dimensões e nem interagimos com elas, logo, é o lugar mais apropriado para a existência dessa matéria escura. A influência gravitacional que atribuímos à matéria escura no nosso Universo na verdade seria uma concentração de matéria em outro Universo, que são sentidas em nossas dimensões, mas que nunca serão descobertas em nossas dimensões porque estão em outro lugar. Seja la onde está a matéria escura, um dia teremos uma solução para essa questão a não ser que ela (partícula) exista em em um tamanho incrivelmente pequeno bem alem de nossa imaginação, mas o que pode ser menor que partícula como Quarks ou elétrons…? Todas essas partículas teriam diferentes modos vibracionais de uma pequena entidade chamada “Corda”, portanto a menor “coisa” que compõe a matéria. Antes de falar nas “Cordas”, vamos entender alguns detalhes desse infinitamente pequeno Universo:

O Universo em escalas menores que o elétron é um um território vasto e inexplorado, mais até que planetas galáxias e até do Universo, porque nós podemos fazer observações de planetas, estrelas de galáxias, mas é difícil realizar experimentos que nos permitam explorar diretamente minusculas dimensões de tempo e espaço.

Em física, a escala de Planck refere-se tanto a um escala de energia muito grande (1,22 x 10E 19 GeV) ou uma escala de tamanho muito pequeno (1,616 x 10E -35 metros), onde os efeitos quânticos da gravidade se tornam importantes para descrever as interações de partículas. Na escala de tamanho de Planck, a incerteza quântica é tão intensa que conceitos como localidade e causalidade tornam-se menos significativo. Os físicos de hoje estão muito interessados em aprender mais sobre a escala de Planck, porque ainda não existe uma teoria quântica da gravidade. O físico capaz de chegar a uma teoria quântica da gravidade seria praticamente o ganhador do prêmio Nobel. Dá uma olhada no vídeo...Ok