O QUE É MATERIA ESCURA?

Matéria escura Na cosmologia, matéria escura (ou matéria negra) é uma forma postulada dematéria que só interage gravitacionalmente (ou interage muito pouco de outra forma). Sua presença pode ser inferida a partir de efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, como estrelas e galáxias. No modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM, que tem obtido grande sucesso na descrição da formação da estrutura em grande escala do universo, a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativística. Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 23% da densidade de energia do universo. O restante seria constituído de energia escura, 73% e a matéria bariônica, 4%.

Evidências observacionais  As observações de sistemas astrofísicos que indicam a existência de matéria escura são diversas e muitas vezes baseadas em técnicas experimentais diferentes. São exemplos clássicos dessas observações: as curvas de rotação de galáxias, a aplicação do teorema do virial a aglomerados de galáxias e a análise das anisotropias da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

Candidatos à matéria escura   Os candidatos teóricos mais populares à matéria escura não-bariônica são: os áxions, os neutrinos estéreis e as WIMPs - partículas massivas que interagem fracamente, do inglês weak interacting massive parcticle. É também possível que uma pequena parte da matéria escura seja bariônica, existente em forma objetos massivos compactos, MACHOs, que por emitirem pouca radiação são difíceis de serem detectados.

Deteção de matéria escura  Atualmente existe um grande debate sobre a deteção de matéria escura. O experimento Dama/Libra  diz ter feito uma deteção indireta, via observação da variação sazonal do número de eventos, efeito relativo à variação da velocidade da Terra em relação ao halo galáctico de matéria escura. Contudo esse resultado é incompatível com os resultados de vários experimentos de deteção direta, como por exemplo o CDMS-II 2 , o XENON10 3 , e o ZEPLIN-III 4 . Novos experimentos, maiores e mais sensíveis, estão em fase de construção e deverão estar operacionais no fim de 2009 ou início de 2010: XENON100 5 (100kg) e LUX 6 (350kg).

Um módulo de U$2bi denominado AMS (Espectômetro Magnético Alpha ou, em inglês, Alpha Magnetic Spectometer) foi instalado na Estação Espacial Internacional em Maio de 2011. O detector de partículas tem como uma de suas funções procurar por evidências da matéria escura, sendo importante nas pesquisas sobre sua natureza.  A teoria dominante afirma que a Matéria Escura é feita de uma partícula chamada neutralino. Colisões entre neutralinos devem produzir um grande número de pósitrons de alta energia. O AMS poderá comprovar se a matéria escura é feita de neutralinos procurando por esse excesso de pósitrons de alta energia.

Explicações alternativas  Existem tentativas de solucionar o problema da matéria escura propondo-se alterações na gravitação (um exemplo famoso é a MOND), no entanto, até o momento, nenhuma delas obteve grande sucesso.