Matéria escura distorce luz antiga do Big Bang e confirma teoria de Einstein

Um novo mapa da matéria escura revelou que Einstein estava certo — outra vez. Usando a radiação cósmica de fundo (CMB), cientistas observaram que a matéria escura age como uma lente gravitacional, distorcendo a primeira luz emitida no universo.

• Há evidências de que o universo não começou com o Big Bang. E agora?
• Discrepância na taxa de expansão do universo permanece com novas medições

Com dados do Atacama Cosmology Telescope (ACT), da National Science Foundation, mais de 160 colaboradores criaram o mapa da CMB, luz emitida quando o universo tinha apenas 380 mil anos, pouco tempo após o Big Bang.

Essa luz viajou pelo cosmos durante quase 14 bilhões de anos até chegar aos telescópios terrestres. No caminho, passou por aglomerados de galáxias e de matéria escura, sendo afetada por esses objetos massivos.

Segundo as regras da Relatividade Geral de Albert Einstein, toda luz será distorcida por objetos massivos, como galáxias e aglomerados de galáxias. Esse efeito é conhecido como lente gravitacional porque, além de distorcida, a luz distante é ampliada devido à gravidade dos objetos mais próximos.

A CMB não é uma exceção: a matéria do universo também distorce a luz que é uma espécie de “fóssil” do Big Bang. Embora a matéria escura não interaja com a luz ou com a matéria visível, ela ainda exerce sua força gravitacional sobre ambas. Assim, a matéria escura também cria lentes gravitacionais que distorcem a CMB.

Usando esse conceito, a equipe do estudo procurou por lentes gravitacionais nas imagens da CMB, isto é, distorções na luz inicial do universo causadas por grandes quantidades de matéria invisível. O resultado confirmou mais uma vez que as teorias de Einstein estavam certas: a imagem final corresponde ao que a relatividade geral prevê.

Como explicou Mathew Madhavacheril , pós-doutorando de Princeton e principal autor de um dos artigos sobre a pesquisa, o novo mapa “fornece medições que mostram que tanto a ‘irregularidade’ do universo quanto a taxa em que ele está crescendo [...] são exatamente o que você esperaria de nosso modelo padrão de cosmologia baseado na teoria da gravidade de Einstein”.

A irregularidade do universo é uma discrepância entre a imagem da CMB e a distribuição da matéria no universo atual. A luz fóssil é bastante “lisa” em termos de distribuição de temperaturas, o que não combina com a imagem das estruturas atuais de galáxias, estrelas e planetas. Isso é conhecido como “a grande crise cosmológica”.

Uma das evidências que ampliaram essa discrepância foram observações que sugeriam que a matéria escura não era irregular o suficiente, mas, para Sherwin, o novo mapa fornece “novos insights” sobre esse problema — a matéria escura observada nele é do tamanho exato previsto pela teoria.

Fonte: Princeton University