Observações astrofísicas mostraram que a matéria que conhecemos, ou seja, estrelas, planetas, pessoas, constitui em torno de 5% do universo, 25% seria matéria escura e 70% seria energia escura.
Alguns fenômenos comprovam a existência da matéria, como, as curvas de rotações de galáxias, a anisotropia da radiação cósmica de fundo, efeitos de lentes gravitacionais e o Bullet Cluster.
O Bullet Cluster consiste na colisão de dois aglomerados de galáxias. Nesta representação (vídeo acima), temos a matéria escura em azul e a matéria “normal” em vermelho. Quando a colisão acontece, ocorre uma separação entre as duas, uma vez que a matéria escura praticamente não interage, enquanto que o gás existente entre as galáxias e elas mesmas interagem entre si. Medidas de raio-x e estudos das distribuições de massas confirmaram este cenário, sendo esta umas das principais evidências da existência da matéria escura.
A matéria escura tem massa, ou seja, interage gravitacionalmente e segundo que ela não interage eletromagneticamente ou seja, não emite luz.
Uma possibilidade vem das WIMPs (Weakly Interacting Massive Particle).
A WIMP seria um tipo genérico de partícula que possui massa e interage fracamente. Algumas características mais específicas vem de dados observacionais, mas não entrarei em detalhes. A maior questão é que o Modelo Padrão das partículas elementares não contém nenhuma partícula candidata à matéria escura com estas características. Diversas extensões do Modelo Padrão preveem candidatos, e isto é algo que poderia ser visto do LHC, mas que até agora ninguém viu nada…Também existem experimentos que buscam detectar diretamente e indiretamente partículas de matéria escura.
Uma série de teorias sobre a matéria escura estão sendo estudadas, havendo a possibilidade de obter alguma informação do LHC. Porém, medidas diretas e indiretas também estão sendo realizadas, a fim de obtermos mais informações sobre ela. A medida que as evidências aparecem, nós vamos avançando no conhecimento, logo a matéria escura poderá ficar clara.
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