Especial Matéria Escura: Dimensões extras e mistura de matéria

Com informações do Fermilab - 26/02/2016

Já há algumas ideias sobre como "ver" dimensões extras do espaço.
[Imagem: Andrew J. Hanson/E8 Group]

Matéria escura extradimensional

Se a matéria escura não existir em outro mundo completamente diferente, talvez ela possa viver em uma quarta dimensão espacial invisível para os seres humanos e nossos experimentos.

Essa dimensão seria pequena demais para que pudéssemos observar o movimento de uma partícula dentro dela. Em vez disso, poderíamos ver várias partículas com a mesma carga, mas massas diferentes, uma ideia proposta por Theodor Kaluza e Oskar Klein em 1920.

Uma dessas partículas poderia ser a partícula de matéria escura, um conceito muito mais recente conhecido como matéria escura de Kaluza-Klein. Estas partículas não brilhariam nem refletiriam nenhuma luz, explicando por que a matéria escura não pode ser vista em nossas três dimensões.

Confirmar que a matéria escura existe em outra dimensão também poderia dar suporte para a Teoria das Cordas, que exige dimensões extras para fazer sentido.

"Você poderia ir lá fora e mapear o mundo extradimensional da mesma forma que, 500 anos atrás, as pessoas mapearam os continentes," vislumbra Jonathan Feng, da Universidade da Califórnia em Irvine.

Como fazer isto? Ideias são bem-vindas, mas há indícios de que as ondas gravitacionais podem comprovar o desaparecimento de dimensões e que as dimensões evaporam-se na gravidade quântica.

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Matéria escura composta

Mas a matéria escura pode não ser formada por nenhum dos inúmeros candidatos que vimos até agora - ou pode ser constituída por mais do que um.

"Não há nenhuma razão para que a matéria escura seja formada por apenas uma partícula. Nós assumimos isto por uma questão de simplicidade," explica Manoj Kaplinghat, também da Universidade da Califórnia em Irvine.

Afinal, a matéria visível é composta por um enxame de partículas, cada uma com suas próprias propriedades e comportamentos, cada uma capaz de se combinar com as outras de inúmeras maneiras. Por que a matéria escura seria diferente?

A matéria escura pode ter suas próprias versões de quarks e glúons interagindo para formar bárions escuros e outras partículas. Pode haver átomos escuros, feitos de várias partículas ligadas entre si.

Seja qual for o caso, uma partícula ou múltiplas partículas, a matéria escura deverá manter os físicos sondando as profundezas do Universo por décadas.

Encontrem ou não uma resposta definitiva, ao menos essa busca poderá revelar novos mistérios e, quem sabe, até encontrar alguma resposta para mistérios já antigos.

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