A teoria alternativa da matéria escura passa em seu grande teste

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Com informações da APS – 10.11.2021

Gravidade modificada

Um modelo cosmológico que não requer matéria escura para explicar o universo superou um de seus maiores obstáculos para coincidir com as observações astronômicas.

Modelos MOND – que não requerem matéria escura – até agora não conseguiram reproduzir as variações de temperatura medidas na radiação cósmica de fundo, uma relíquia do Big Bang – MOND é um acrônimo em inglês para “Modified Newtonian Dynamics”.

Agora Constantinos Skordis e Tom Zlosnik da Academia Tcheca desenvolveram um modelo MOND que dá os mesmos resultados observados nas observações.

A teoria MOND foi concebida há mais de 30 anos como uma forma de explicar os dados sobre a rotação galáctica sem invocar a existência de misteriosa matéria escura. Seus proponentes presumem que a força gravitacional nas escalas galácticas difere da força newtoniana padrão. Mas essa teoria também traz seu próprio mistério alternativo, em que a força gravitacional muda para acelerações menores que o limite de 10^-10em².

A principal razão pela qual a teoria da matéria escura se tornou a favorita dos físicos em relação ao MOND é que a matéria escura é consistente com uma gama mais ampla de observações astrofísicas. Por exemplo, a matéria escura pode explicar a curvatura da luz de galáxias de fontes distantes, as chamadas lentes gravitacionais, enquanto o MOND em sua forma inicial não poderia. Mais tarde, os pesquisadores desenvolveram modelos MOND relativísticos, que poderiam corresponder às observações de lentes gravitacionais, mas até agora nenhuma dessas versões revisadas foi capaz de reproduzir os dados da radiação cósmica de fundo.

Força gravitacional adicional

Skordis e Zlosnik criaram agora um modelo cosmológico MOND que leva em consideração a radiação cósmica de fundo e ainda permanece consistente com as observações de lentes gravitacionais e medições de velocidade de onda gravitacional, o que praticamente liga a teoria MOND às teorias da matéria escura.

O modelo segue esforços anteriores de outros pesquisadores para postular a existência de dois campos que permeiam todo o espaço e agem juntos como uma força gravitacional adicional. Um desses campos é o campo escalar – semelhante ao campo Higgs associado com Higgs bson; o segundo é um campo vetorial, que tem uma direção em todos os pontos do espaço, algo como um campo magnético.

Skordis e Zlosnik definiram os parâmetros do modelo para que, no início do universo, os campos modificadores da gravidade gerassem um efeito gravitacional equivalente ao usado nos modelos de matéria escura. Desta forma, o modelo garante a equivalência da previsão da teoria com os padrões observados de radiação cósmica de fundo – os campos se desenvolvem durante o tempo cósmico e, por fim, a força gravitacional segue a proposta original do modelo MOND.

Mesmo os proponentes da matéria escura reconhecem que seus modelos não podem explicar tudo, como a abundância de lítio no espaço ou discrepâncias entre os diferentes tipos de medidas da taxa de expansão cósmica.

O novo modelo MOND pode resolver esses problemas, mas levará mais tempo para analisar todos os detalhes teóricos envolvidos.

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