Matéria escura pode se originar de outras dimensões, sugere estudo

A matéria escura é responsável pela maior parte da massa do Universo, mas os cientistas ainda se estão esforçando para dizer o que ela realmente é e de onde se originou.

A matéria escura pode consistir em partículas chamadas grávitons que apareceram logo após o Big Bang – possivelmente de outras dimensões, de acordo com um novo estudo publicado na revista Physical Review Letters.

"Grávitons massivos são produzidos por colisões de partículas comuns no Universo primitivo. Acreditava-se que esse processo era muito raro para os grávitons massivos serem candidatos à matéria escura", disse à Live Science o físico da Universidade de Lyon, na França, Giacomo Cacciapaglia, coautor do estudo.

Giacomo Cacciapaglia e seus colegas da Universidade da Coreia, Haiying Cai e Seung J. Lee, descobriram que o número de partículas criadas após o Big Bang era suficiente para explicar toda a matéria escura que os humanos são capazes de detectar no Universo.

Se esses grávitons existissem, diz o estudo, eles teriam uma massa de menos de um megaelétron-volt (MeV) – que é cerca de duas vezes a massa de um elétron. De acordo com uma nova teoria que está sendo explorada pelos cientistas, pode haver mais de quatro dimensões conhecidas (três dimensões do espaço, juntamente com o tempo). Quando a gravidade se propaga através de dimensões extras, resulta na criação de grávitons em nosso Universo.

"A principal vantagem dos grávitons massivos como partículas de matéria escura é que eles só interagem gravitacionalmente, portanto, podem escapar das tentativas de detectar sua presença", disse Cacciapaglia. "Devido às suas interações muito fracas, eles decaem tão lentamente que permanecem estáveis ao longo da vida do Universo."

Pela mesma razão, segundo ele, grávitons são produzidos lentamente durante a expansão do Universo e ali se acumulam até os dias atuais. Antes, os cientistas acreditavam que poucos grávitons foram criados após o Big Bang para explicar toda a matéria escura, mas a nova teoria sugere que poderia haver mais deles.

"A aprimoramento [da teoria] veio como um choque", disse Cacciapaglia. "Tivemos que realizar muitas verificações para garantir que o resultado estivesse correto, pois resulta em uma mudança de paradigma na maneira como consideramos os grávitons massivos como potenciais candidatos à matéria escura."

Agora, a única maneira de explorar essa teoria e encontrar mais evidências seria contar com poderosos aceleradores de partículas como o Future Circular Collider do CERN, que deve começar a operar em 2035.

De acordo com Cacciapaglia, este instrumento é "a melhor chance que temos em futuros colisores de partículas de alta precisão", e a equipe está "atualmente investigando" possibilidades futuras para continuar sua pesquisa.