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A matéria escura está “sintonizada” com uma dimensão oculta?
Dois grandes mistérios da ciência, a natureza da matéria escura e a possível existência de dimensões superiores, poderiam estar ligados, sugere uma nova investigação. A equipe responsável por um novo estudo propõe que a matéria escura pode ser tão estranha e fantasmagórica porque está em sintonia com a quinta dimensão.
Quando os cientistas discutem “dimensões extras”, não estão falando de outros universos em que existe outra versão maligna de você (e com barba). Em vez disso, referem-se a dimensões que poderiam ser “enroladas” com a realidade, juntamente com o modelo quadridimensional padrão. espaço-tempoconsistindo nas três dimensões do espaço e uma dimensão do tempo.
Embora essas dimensões extras permaneçam altamente especulativas, elas se tornaram um tema quente, especialmente porque a teoria das cordas, a extensão mais popular da física padrão, depende da existência de pelo menos 11 dimensões. Os cientistas têm mais certeza de que matéria escura existe, mas provar sua existência ainda permanece preocupante porque, apesar de sua gravidade literalmente mantendo as galáxias unidas e superando a matéria comum em cerca de cinco para um, ela permanece efetivamente invisível porque não interage com a luz e simplesmente se espalha pela matéria comum.
“Compreender a matéria escura representaria um avanço profundo no conhecimento da humanidade sobre o cosmos e sua composição”, disse Yu-Dai Tsai, membro da equipe, da Universidade de Sheffield. disse em um comunicado.
“Nossa pesquisa dá aos físicos novos alvos claros na busca pela matéria escura, ao mesmo tempo que conecta duas das maiores ideias da física fundamental: o mistério da matéria escura e a existência de dimensões ocultas”.
Fótons escuros tocam matéria escura como um violino
Embora a ideia principal seja que a matéria escura possa operar na quinta dimensão, esta nova investigação expande esse conceito com outra teoria. Isso sugere que a matéria escura existe com outro habitante da quinta dimensão, uma partícula portadora de força chamada “fóton escuro”.
Os fótons padrão são as partículas constituintes da radiação eletromagnética, ou luz; os fótons escuros seriam semelhantes, exceto por uma hipotética “força escura”.
A nova proposta da equipe veria a geometria única da quinta dimensão fazendo com que as massas de partículas de matéria escura formassem um arranjo que dá origem a uma “ressonância de matéria escura”. Isto é semelhante à intensa vibração de um instrumento musical em certas notas.
“A ressonância da matéria escura já é conhecida por ser uma ideia poderosa, com potencial para mudar a nossa compreensão de como a matéria escura foi produzida no Universo primitivo e como a procuramos hoje”, disse Yu-Dai Tsai, membro da equipa, da Universidade de Sheffield, num comunicado. “Mas muitos modelos anteriores de matéria escura ressonante trataram a ressonância como uma suposição. Este trabalho dá uma possível origem mais profunda para ela: a ressonância pode vir diretamente da geometria de dimensões ocultas.”
Tsai explicou que embora a ressonância da matéria escura seja um fenómeno que já foi explorado antes, a investigação conduzida por esta equipa difere porque sugere que a ressonância da matéria escura não é uma coincidência. Em vez disso, a possível origem mais profunda da ressonância faz com que ela emerja diretamente da geometria das dimensões ocultas. Isso permitiria que a matéria escura interagisse fortemente logo após o Big Bang ao mesmo tempo que permite que ele se estabeleça em sua existência inerte e fantasmagórica hoje.
“Esta ressonância pode tornar as interações da matéria escura muito mais fortes em épocas cruciais da história cósmica, como no início do Universo”, acrescentou Tsai. “Crucialmente, o modelo permite estas fortes interações no passado, ao mesmo tempo que explica porque é que a matéria escura parece tão inerte e difícil de detetar hoje.”
É claro que ainda é muito cedo para a teoria da equipe, mas ela oferece de forma emocionante uma maneira de resolver dois dos maiores mistérios do universo.
A pesquisa da equipe foi publicada no Revisão Física D.
