De que é feito 96 por cento de toda a matéria do universo? Astrônomos não sabem a resposta e não estão perto

Alguns dos primeiros astrônomos tiveram pressentimentos de que havia algo errado 

Wilson Santos
Da Redação em Salvador  Atualizado em 22/05/2011

Todas as estrelas, planetas e galáxias que podem ser vistos hoje representam apenas Quatro por cento do universo. Os outros 96 por cento é feito de um material que os astrônomos não podem ver detectar ou mesmo compreender.
Estas misteriosas substâncias são chamadas de energia escura e matéria escura. Astrônomos afirmar a sua existência com base em sua influência gravitacional sobre o que pode ser visto em pequenos pedaços do universo, mas a matéria escura e a energia continuam a iludir todos quanto a sua detecção.
"A esmagadora maioria do universo é: quem sabe?" explica o escritor de ciência Richard Panek, que falou sobre essas esquisitices do nosso universo no Centro de Pós-Graduação da City University of New York (CUNY), em Manhattan. "Não se sabe agora, e possivelmente para sempre."
No novo livro Panek, "4 por cento do Universo" (Houghton Mifflin Harcourt, 2011), Panek reconta a história de como a matéria escura e a energia escura foram descobertos. É uma história cheia de surpresas científicas incompreensíveis e de competição feroz entre os pesquisadores numa corrida para encontrar respostas.
A matéria escura
Alguns dos primeiros astrônomos tiveram pressentimentos de que poderia haver mais massa no Universo do que aquelas que podemos ver, isto ocorreu entre 1960 e 1970. Vera Rubin, uma jovem astrônoma do Departamento de Magnetismo Terrestre da Instituição Carnegie de Washington, observou as velocidades das estrelas em várias posições nas galáxias, e o resultado foi surpreendente.
A física newtoniana de forma simples previu que as estrelas na periferia de uma galáxia deveriam orbitar suas galáxias mais lentamente do que as estrelas no centro. No entanto, as observações de Rubin não encontraram nenhuma diminuição nas velocidades das estrelas em nenhuma galáxia. Em vez disso, ela descobriu que todas as estrelas em uma galáxia parecem fazer um círculo com o centro em aproximadamente a mesma velocidade.
"Isso significa que as galáxias deveriam estar explodindo, e serem completamente instáveis", disse Panek. "Alguma coisa está faltando aqui."
Mas a pesquisa por outros astrônomos confirmaram a descoberta ímpar. Em última instância, com base em observações e modelos de computador, os cientistas concluíram que deve haver muito mais matéria do que as galáxias que podemos ver contém, o que agora é óbvio para nós. Se as estrelas e gás que podemos ver dentro de galáxias são apenas uma pequena parte da sua massa total, então as velocidades que elas mantém realmente começa a fazer sentido. Pelo fato de não poder ser vista os astrônomos apelidaram essa massa invisível de matéria escura.
Onde ele está?
No entanto, nos quase 40 anos que se seguiram, os investigadores ainda não conseguiram descobrir do que a matéria escura é feita.
Uma hipótese popular é que a matéria escura é formada por partículas exóticas que não interagem com a matéria normal, ou mesmo a luz, e por isso são invisíveis. No entanto, sua massa exerce uma força gravitacional, assim como a matéria normal,razão do porque eles afetam as velocidades das estrelas e provocam outros fenômenos no universo.
No entanto, mesmo trabalhando arduamente, os cientistas ainda não conseguiram detectar qualquer uma dessas partículas, mesmo com os testes concebidos especificamente para atingir suas propriedades previstas.
"Eu acho que no lado da matéria escura existe algum desânimo entre as pessoas que são uma espécie de meio de carreira", disse Panek. "Eles entraram neste campo e pensaram: 'OK, nós vamos resolver esse problema e então vamos desvendar mais mistérios a partir daí." Mas 15 ou 20 anos depois, eles estão dizendo, 'eu tenho investido minha carreira nisso e não sei se vou encontrar alguma coisa real até que ela termine", algo realmente frustrante para cientistas tão capacitados.
Ainda assim, muitos sustentam a esperança de que estamos chegando perto e que experimentos como o recém-construído acelerador de partículas Large Hadron Collider (LHC), em Genebra, pode finalmente resolver o enigma.
A energia escura
A energia escura é possivelmente algo ainda mais desconcertante do que a matéria escura. É uma descoberta relativamente mais recente, e é um que os cientistas têm ainda menos chance de ter um entendimento breve.
Tudo começou em meados dos anos 90, quando duas equipes de pesquisadores estavam tentando descobrir o quão rápido o Universo estava se expandindo, a fim de prever se as galáxias continuariam a espalhar-se para sempre, ou se elas acabariam por deformação ao voltar sobre si mesmas em um "Big Crunch".
Para fazer isso, os cientistas usaram truques especiais para determinar as distâncias de muitas estrelas que explodiram em supernovas em todo o universo. Eles mediram cerca de seis velocidades para determinar quão rápido elas foram se afastando de nós.
Quando vemos estrelas muito distantes, estamos vendo "uma hora mais cedo" na história do universo, porque a luz dessas estrelas percorreu milhões talvez bilhões de anos-luz para chegar até nós. Assim, olhando para as velocidades das estrelas em várias distâncias nos diz o quão rápido o universo estava em expansão em vários pontos em sua vida.
Os astrônomos previram duas possibilidades: ou o universo foi se expandindo em torno da mesma velocidade ao longo do tempo, ou que o universo pode ter diminuído a sua expansão à medida que envelhece.
Surpreendentemente, os pesquisadores não observaram nenhuma destas possibilidades. Em vez disso, o universo parece estar acelerando a sua expansão.
Esse fato não pode ser explicado com base no que nós sabíamos do universo naquele momento. Toda a gravidade de toda a massa do cosmos deveria ter puxando o universo de volta para dentro, assim como a gravidade puxa a bola de volta a Terra depois de ter sido atirado para o ar.
"Há alguma outra força lá fora, ou algo em uma escala cósmica que neutraliza a força da gravidade", explicou Panek. "As pessoas não acreditam nisto logo de cara porque resultado é estranho."
A competição feroz
Os cientistas chamam essa força misteriosa de energia escura. Embora ninguém tenha uma boa idéia do que é a energia escura, ou por que ela existe, é a força que parece contrariar a gravidade e faz o universo acelerar a sua expansão.
A falta de uma boa explicação para a energia escura não parece ter arrefecido o entusiasmo dos cientistas por ela.
"O que eu ouço varias vezes é a forma como as pessoas estão animadas para trabalhar nesta área agora, enquanto esta revolução está acontecendo", disse Panek. "Os problemas são tão grandes e profundos, eles estão realmente bastante emocionado com isso."
Em geral, acredita-se que a energia escura contribuir com 73% de toda a massa e energia no universo. Outros 23 por cento é a matéria escura, o que deixa apenas 4 por cento do universo composto de matéria normal, como estrelas, planetas e pessoas.
Esta bizarra, mas aparentemente verdadeira conclusão, foi alcançada aproximadamente ao mesmo tempo pelos dois grupos que trabalham medindo a expansão do universo. A competição entre os grupos tornou-se muito controversa, disse Panek, e eles cresceram e se odeiam bastante.
No final, porém, os membros de ambas as equipes devem colher as recompensas de encontrar uma das maiores surpresas da história da ciência.
"Eu acho que é uma espécie de energia que quando descoberta vai dar aos descobridores o Nobel", disse Panek. "Há certamente esse pressuposto que é apenas uma questão de anos."

http://www.astrofisicos.com.br/tecnologia/que-feito-96-por-cento-de-toda-materia-universo-astronomos-nao-sabem-resposta/index.html