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terça-feira, 3 de janeiro de 2023

Relatividade vence de novo; matéria e energia escura seguem no jogo

 


A semana foi particularmente boa para Albert Einstein. Sua teoria mais famosa, a relatividade geral, ganhou mais duas confirmações importantes vindas de estudos bem diferentes, que reforçam a noção de que duas das hipóteses mais intrigantes da física moderna — a existência das entidades conhecidas como matéria escura e da energia escura — são de fato corretas.

Comecemos pela segunda-feira (18), quando foi publicado um estudo na revista “Nature Astronomy”, que por sinal tem como primeiro autor o brasileiro Davi Rodrigues, da UFES (Universidade Federal do Espírito Santo).

Ele se debruça sobre um dos fenômenos que levaram à formulação da hipótese da matéria escura — o fato de que estrelas na periferia das galáxias parecem viajar em suas órbitas mais depressa do que deveriam, se toda a massa da galáxia fosse a que interage com a luz e pode ser detectada por nossos telescópios.

O raciocínio é meio simples. A teoria que descreve a dinâmica orbital de qualquer astro no espaço, em razão das massas envolvidas, é a relatividade geral. (Em tempo: formulada por Einstein em 1915, ela é basicamente uma revisão aperfeiçoada da gravitação universal de Isaac Newton.) Em suma, com a teoria, você pode estimar a massa envolvida num sistema gravitacional observando o movimento de um objeto nele. E o que os cientistas têm notado desde os anos 1970, a começar pela pioneira Vera Rubin, é que o movimento das estrelas na periferia das galáxias é mais rápido do que se esperava — indicando que as próprias galáxias têm muito mais massa do que a que se pode ver pelo telescópio. Tipo, para cada quilo de matéria normal (feita das partículas que conhecemos) deve haver em média cinco quilos dessa misteriosa “matéria escura” (assim chamada porque, seja lá o que for, não interage com partículas de luz, de modo que não podemos vê-la).

Para alguns físicos, tanto naquela época como hoje, essa resposta nunca pareceu totalmente convincente. Eles seguem o seguinte raciocínio: “Se a teoria da relatividade geral diz que há mais massa do que estamos vendo, ou há mesmo a tal matéria escura, ou a teoria em si está errada.”

Diante disso, não havia por que não tentar desenvolver uma teoria alternativa da gravidade que respondesse por todos os experimentos já feitos que confirmam a relatividade geral, mas que também pudesse explicar esse novo mistério, sem a necessidade de evocar partículas indetectáveis de natureza desconhecida. E, com efeito, várias teorias desse tipo foram formuladas, dentre as quais a mais famosa é conhecida pela sigla MOND, de “dinâmica newtoniana modificada”.

Segundo essa teoria alternativa, haveria um fator de aceleração natural na gravidade que a tornaria mais potente com a distância do que indicam os cálculos da relatividade geral e da gravitação newtoniana clássica. Isso explicaria como estrelas na periferia das galáxias podem viajar mais depressa do que o previsto sem exigir a existência de matéria extra invisível. Cabe, contudo, testar e ver se é esse o caso.

Pois bem, foi o que fizeram agora. E o trabalho de Rodrigues e seus colegas acaba de jogar uma pá de cal na MOND e em suas equivalentes. Ao analisar 193 discos galácticos fotografados com alta qualidade pelo telescópio espacial de infravermelho Spitzer e pelo projeto THING (The HI Nearby Galaxy Survey) e proceder com uma análise estatística de seu padrão de rotação, os pesquisadores constataram que os dados são inconsistentes com o que se esperaria se a teoria MOND ou qualquer uma assentada sobre as mesmas bases estivesse certa. E não é só aquela coisa do “o melhor encaixe é com a relatividade geral mesmo”. A confiança de que a MOND é um barco furado, com base na análise, é maior que 10-sigma. Equivale a dizer que a chance de a MOND estar certa e os resultados serem um acidente estatístico é menor que 0,000000000000000000001%. É o que na vida real a gente arredonda para zero. “Apostar nessa teoria alternativa como ainda viável é uma das piores apostas que alguém pode imaginar hoje em dia”, diz Rodrigues.



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