Dois dos maiores enigmas da física contemporânea — a natureza da matéria escura e a possível existência de dimensões ocultas — podem estar interligados. Uma nova pesquisa, publicada no periódico Physical Review D, propõe um modelo em que a matéria escura, que compõe cerca de 85% da massa do universo mas permanece invisível, deve suas propriedades fantasmagóricas à sua interação com uma quinta dimensão.
A hipótese busca resolver uma contradição fundamental: como a matéria escura pôde ter interagido fortemente no universo primitivo, sendo crucial para a formação de galáxias, e hoje se mostrar quase totalmente inerte? A resposta, segundo os pesquisadores, pode residir na geometria de uma dimensão extra, um conceito especulativo mas central para arcabouços teóricos como a teoria das cordas.
Uma geometria para o invisível
O modelo sugere que a matéria escura não está sozinha nesta dimensão oculta. Ela seria acompanhada por uma partícula portadora de força, o "fóton escuro", análogo ao fóton que compõe a luz no nosso espaço-tempo quadridimensional. A interação entre eles, no entanto, não seria constante, mas sim governada pela geometria específica desta quinta dimensão.
Essa geometria provocaria um fenômeno batizado de "ressonância da matéria escura". A ideia é análoga à vibração intensa de um instrumento musical ao atingir certas notas. As massas das partículas de matéria escura formariam um arranjo que amplifica drasticamente suas interações sob condições específicas, como as que existiam logo após o Big Bang.
A ressonância do universo primitivo
O conceito de ressonância não é inédito, mas o novo trabalho lhe confere uma origem fundamental. "Muitos modelos anteriores trataram a ressonância como uma suposição. Este trabalho dá uma possível origem mais profunda para ela", afirmou Yu-Dai Tsai, pesquisador da Universidade de Sheffield e coautor do estudo, em comunicado. A ressonância, neste caso, emergiria diretamente da estrutura da dimensão oculta.
Isso explicaria o paradoxo. No universo jovem, denso e quente, a ressonância estaria ativa, permitindo interações fortes que moldaram a estrutura cósmica. À medida que o universo se expandiu e esfriou, esse efeito teria se dissipado, deixando a matéria escura no estado elusivo e de baixa interação que observamos hoje, justificando a dificuldade em detectá-la diretamente.
A teoria ainda está em seus estágios iniciais, mas sua elegância reside em oferecer uma possível solução unificada para dois mistérios cósmicos. Mais importante, ela fornece aos físicos experimentais novos alvos e mecanismos para orientar a busca por essa substância que, literalmente, mantém as galáxias unidas.
Com reportagem de Brazil Valley
Source · Space.com
