Teoria da Gravidade de Einstein colocada em dúvida; matéria escura se estende muito além do que se sabia à respeito. Em uma descoberta inovadora que desafia a compreensão convencional da cosmologia, cientistas da Universidade Case Western Reserve desenterraram novas evidências que poderiam remodelar nossa percepção do cosmos. Tobias Mistele, um pesquisador pós-doutorado no Departamento de Astronomia da Faculdade de Artes e Ciências da Case Western Reserve, foi pioneiro de uma técnica revolucionária usando “lente gravitacional” para adentrar o enigmático reino da matéria escura. Ele descobriu que as curvas de rotação das galáxias permanecem planas por milhões de anos-luz sem fim à vista.
Anteriormente, os cientistas acreditavam que as curvas de rotação das galáxias deveriam declinar quanto mais longe você olhasse para o espaço. Tradicionalmente, o comportamento das estrelas dentro das galáxias tem intrigado os astrônomos. Segundo a gravidade Newtoniana, as estrelas nas bordas exteriores deveriam ser mais lentas devido à diminuição da atração gravitacional. Isso não foi observado, levando à inferência da existência da matéria escura. Mas até mesmo os halos de matéria escura deveriam ter um fim, então as curvas de rotação não deveriam permanecer planas indefinidamente. A análise de Mistele desafia essa expectativa, fornecendo uma revelação surpreendente:
a influência do que chamamos de matéria escura se estende muito além das estimativas anteriores, se estendendo pelo menos um milhão de anos-luz a partir do centro galáctico. Um efeito de longo alcance como esse pode indicar que a matéria escura, conforme a entendemos, talvez não exista. “Esta descoberta desafia os modelos existentes”, disse ele, “sugerindo que existem halos de matéria escura muito mais extensos ou que precisamos reavaliar fundamentalmente nossa compreensão da teoria gravitacional.” Stacy McGaugh, professor e diretor do Departamento de Astronomia da Faculdade de Artes e Ciências, disse que as descobertas de Mistele, previstas para publicação no Astrophysical Journal Letters, empurram os limites tradicionais.
“As implicações dessa descoberta são profundas”, disse McGaugh. “Não apenas poderia redefinir nossa compreensão da matéria escura, mas também nos instiga a explorar teorias alternativas de gravidade, desafiando a própria estrutura da astrofísica moderna.” Virando a teoria de Einstein de cabeça para baixo. A técnica principal utilizada por Mistele em sua pesquisa, a lente gravitacional, é um fenômeno previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein. Essencialmente, ocorre quando um objeto massivo, como um aglomerado de galáxias ou até mesmo uma estrela massiva única, curva o caminho da luz vinda de uma fonte distante. Esta curvatura da luz ocorre porque a massa do objeto distorce o tecido do espaço-tempo ao seu redor.
Esta curvatura da luz por galáxias persiste em escalas muito maiores do que o esperado. Como parte da pesquisa, ele traçou o que é chamado de relação Tully-Fisher em um gráfico para destacar a relação empírica entre a massa visível de uma galáxia e sua velocidade de rotação. “Sabíamos que essa relação existia”, disse ele. “Mas não era óbvio que a relação se manteria quanto mais longe você fosse. Até onde esse comportamento persiste? Essa é a questão, porque não pode persistir para sempre.” Mistele afirmou que sua descoberta destaca a necessidade de exploração adicional e colaboração dentro da comunidade científica – e a possível análise de outros dados.
McGaugh destacou os esforços hercúleos – até agora, sem sucesso – na comunidade internacional de física de partículas para detectar e identificar partículas de matéria escura. “Ou os halos de matéria escura são muito maiores do que esperávamos, ou todo o paradigma está errado”, disse McGaugh. “A teoria que previu esse comportamento antecipadamente é a teoria modificada da gravidade MOND, proposta por Moti Milgrom como uma alternativa à matéria escura em 1983. Assim, a interpretação óbvia e inevitavelmente controversa deste resultado é que a matéria escura é uma quimera; talvez a evidência aponte para alguma nova teoria da gravidade além do que Einstein nos ensinou.”