Como sabemos do que é feito o Universo se a matéria escura é invísivel?

Matéria escura e energia escura são elementos misteriosos que existem em imensas proporções no Universo. Ambas são completamente diferentes, mas têm o mesmo adjetivo porque são invisíveis para nós. Mas, se não podemos vê-las, como os cientistas chegaram à conclusão de que elas existem?

Primeiro, o que enxergamos. A matéria luminosa (ou bariônica), formada pelos átomos da tabela periódica, é a matéria que podemos "ver". Mas ela representa apenas 4% do Universo conhecido. A maior parte — cerca de 75 por cento — refere-se à energia escura. Os 21 por cento restantes são feitos de matéria escura.

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Essas conclusões foram feitas a partir de observações não esperadas em pesquisas científicas. Ou seja: a matéria e a energia escura são descobertas do "acaso".

A suspeita de que a matéria escura existia começou por volta dos anos de 1930, com o estudo das curvas de rotação de certas galáxias, por Fritz Zwicky, que contrariavam os princípios da Física Newtoniana.

Zwicky sabia que, quanto mais distante do centro de uma galáxia, menor a velocidade de uma estrela. É a mesma lógica de translação dos planetas do Sistema Solar: quanto mais próximo do Sol, mais rapidamente ele dá uma volta em torno do astro.

Mas observações do Universo distante feitas pelo astrônomo mostraram que a velocidade não tinha o comportamento esperado em algumas galáxias. Isso foi explicado pela ideia de que há muito mais matéria no Universo do que é possível enxergar.

A matéria escura nunca foi detectada diretamente, pois é formada por partículas que interagem pouco com a luz — os cientistas só podem constatar sua existência pelo efeito gravitacional que exerce sobre a matéria visível. Já a energia escura é algo totalmente diferente: ela foi descoberta em 1998, a partir de observações de supernovas a grandes distâncias, só permitidas a partir dos telescópios mais modernos.

Os cientistas já sabiam que, quanto mais distante uma galáxia, mais rapidamente ela se afasta de nós, de acordo com a lei de Hubble. Mas os pesquisadores descobriram que, a enormes distâncias, cerca de bilhões de anos-luz da Terra, por exemplo, a expansão ficava ainda mais rápida que o esperado. Isso é explicado pela energia escura, que exerce uma espécie de pressão negativa.

Imagine a seguinte situação: você joga uma pedra para cima e a velocidade do objeto aumenta progressivamente, em vez de diminuir em algum momento, até que ela caia. Essa força misteriosa e invisível que movimenta a pedra cada vez mais rapidamente para cima é a energia escura.

Os cientistas sabem pouco sobre a matéria escura e menos ainda sobre a energia escura. Mas concluíram que a evolução do Universo é basicamente uma competição entre a matéria (a luminosa e a escura) e a energia escura.

Enquanto a matéria luminosa e a escura produzem uma força atrativa que desacelera a expansão do Universo, a energia escura produz uma "força repulsiva", que acelera a expansão.

Acredita-se que a segunda força está vencendo a primeira, e por isso o Universo está em expansão acelerada. Se continuar assim, um dia ele vai se transformar em algo frio, escuro e com galáxias cada vez mais distantes entre si.

Fonte: Marcelo Guzzo, professor de Física da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).