Menos Newton e mais Einstein pode dispensar matéria escura

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/05/2021

O novo modelo utiliza o fenômeno do arrasto relativístico previsto por Einstein, em substituição aos efeitos meramente newtonianos.
[Imagem: Mark Myers/OzGrav ARC Centre of Excellence]

Passar de Newton para Einstein

Poucas hipóteses científicas têm resistido a tantos revezes quanto a matéria escura.

Sem sinais observacionais dessa matéria enigmática, têm surgido alternativas que vão da gravidade modificada, ou MOND, aos áxions e WIMPS e até uma matéria com massa negativa ou uma elusiva quinta dimensão.

O professor Gerson Otto Ludwig, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), acredita que a solução pode ser ainda mais simples.

Segundo ele, as análises atuais da rotação galáctica são baseadas em uma estrutura de cálculos newtonianos da gravidade.

Mas, se essa estrutura for substituída por um modelo baseado na Relatividade Geral de Einstein, os efeitos hoje atribuídos à matéria escura podem ser explicados pelos efeitos do gravitomagnetismo.

Arrasto de referenciais

O principal papel da matéria escura, explica Gerson, tem sido resolver a disparidade entre as observações astrofísicas e as teorias da gravidade.

Simplificando, se a matéria bariônica - a forma de matéria da qual somos feitos e vemos ao nosso redor todos os dias, composta de prótons, nêutrons e elétrons - for a única forma de matéria que existe, então não deveria haver força gravitacional suficiente para evitar que as galáxias se esfacelem. Foi aí que nasceu a ideia da matéria escura, para suprir essa gravidade que falta.

Mas o professor Gerson afirma que esses modelos deixam de lado modificações significativas nas curvas rotacionais - as velocidades orbitais das estrelas visíveis e gases plotadas contra sua distância radial do centro de sua galáxia - por desconsiderar as correções relativísticas gerais à gravidade newtoniana decorrentes das correntes de massa, além de negligenciar essas correntes de massa.

Isso se deve a um efeito na Relatividade Geral - não presente na teoria da gravidade de Newton - chamado arrasto de referenciais, ou efeito Lense Thirring. Este efeito surge quando um objeto rotativo massivo, como uma estrela ou um buraco negro, "arrasta" a própria estrutura do espaço-tempo junto com ele, por sua vez dando origem a um campo gravitomagnético.

Campos gravitomagnéticos

Para corrigir essa deficiência das análises, o professor Gerson criou um novo modelo para as curvas rotacionais das galáxias que está de acordo com pesquisas anteriores envolvendo a Relatividade Geral.

O modelo demonstra que, mesmo que os efeitos dos campos gravitomagnéticos sejam fracos, incluí-los nos modelos alivia a diferença entre as teorias da gravidade e as curvas rotacionais observadas, virtualmente eliminando a necessidade da matéria escura.

A teoria ainda precisa de algum desenvolvimento antes de ser amplamente aceita, e o próprio professor Gerson reconhece que a evolução temporal das galáxias modeladas com esta estrutura é um problema complexo, que exigirá uma análise muito mais profunda.

Para começar esse esforço, ele sugere que todos os cálculos realizados com modelos de disco galáctico delgado realizados até agora sejam recalculados, e o próprio conceito de matéria escura, questionado.

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