Teoria alternativa matria escura passa em seu grande teste

Espao

Com informações da APS – 10/11/2021

Gravitao modificada

Um modelo cosmolgico que no exige a matria escura para explicar o Universo superou um dos seus grandes obstculos para coincidir com as observaes astronmicas.

Os modelos MOND – que no requerem matria escura – construdos at agora no haviam sido capazes de reproduzir as variaes de temperatura medidas na radiao csmica de fundo, uma relquia do Big Bang – MOND uma sigla em ingls para “Dinmica Newtoniana Modificada“.

Agora, Constantinos Skordis e Tom Zlosnik, da Academia Tcheca, desenvolveram um modelo MOND que produz os mesmos resultados verificados nas observaes.

A teoria MOND foi concebida h mais de 30 anos como uma forma de explicar os dados de rotao galctica sem invocar a existncia da misteriosa matria escura. Seus proponentes assumem que a fora gravitacional nas escalas galcticas diferente da fora newtoniana padro. Mas essa teoria tambm traz seu prprio mistrio alternativo, no qual a fora gravitacional muda para aceleraes menores do que um limite de 10^-10m/s².

A principal razo pela qual a teoria da matria escura tornou-se a favorita dos fsicos, em vez da MOND, que a matria escura consistente com uma gama maior de observaes astrofsicas. Por exemplo, a matria escura pode explicar a curvatura da luz das galxias de fontes distantes, as chamadas lentes gravitacionais, enquanto a MOND em sua forma inicial no conseguia. Posteriormente, os pesquisadores desenvolveram modelos MOND relativsticos, que podem se encaixar nas observaes das lentes gravitacionais, mas at agora nenhuma dessas verses revisadas era capaz de reproduzir os dados da radiao csmica de fundo.

Fora gravitacional extra

Skordis e Zlosnik criaram agora um modelo cosmolgico MOND que considera a radiao csmica de fundo e ainda se mantm consistente com as observaes das lentes gravitacionais e com as medies de velocidade das ondas gravitacionais, o que virtualmente deixa a teoria MOND empatada com as teorias da matria escura.

O modelo segue esforos anteriores de outros pesquisadores para postular a existncia de dois campos que permeiam todo o espao e, juntos, agem como uma fora gravitacional extra. Um desses campos um campo escalar – semelhante ao campo de Higgs, que est associado ao bson de Higgs; o outro um campo vetorial, que tem uma direo em cada ponto do espao, algo como um campo magntico.

Skordis e Zlosnik definiram os parmetros do modelo para que, no incio do Universo, os campos modificadores da gravidade gerassem um efeito gravitacional que equivale ao utilizado nos modelos da matria escura. Desta forma, o modelo garante uma equivalncia das previses da teoria com os padres observados da radiao csmica de fundo – os campos evoluem ao longo do tempo csmico e, eventualmente, a fora gravitacional segue a proposta original do modelo MOND.

Mesmo os defensores da matria escura reconhecem que seus modelos no conseguem explicar tudo, como a abundncia do ltio no Universo ou as discrepncias entre os diferentes tipos de medies da taxa de expanso csmica.

O novo modelo MOND pode ser capaz de resolver esses problemas, mas isso exigir mais tempo para que todos os detalhes tericos envolvidos sejam analisados.

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