Telescópio James Webb ajudará a testar teoria de 50 anos de Stephen Hawking
Cientistas acreditam que o telescópio James Webb, lançado no dia 25 de dezembro, poderá ser usado não só para descobrir novos planetas, mas também para testar uma teoria de 50 anos de Stephen Hawking sobre a misteriosa matéria escura.
A matéria escura representa mais de 80% de toda matéria do Universo, gera a gravidade extra e não interage com a matéria comum, formada por átomos e moléculas. Só sabemos que ela existe por causa de seu efeito gravitacional em corpos celestes visíveis —por exemplo, estrelas e galáxias.
Na década de 1970, Hawking disse que a matéria escura poderia ser feita de buracos negros formados no ambiente caótico dos primeiros momentos do Big Bang. Segundo a teoria, bolsões de matéria poderiam atingir espontaneamente as densidades necessárias para fazer buracos negros, o que teria inundado o cosmos com eles muito antes das primeiras estrelas cintilarem.
Agora, um estudo sendo realizado por pesquisadores dos Estados Unidos e da Agência Espacial Europeia vai usar dados do James Webb para rastrear a origem de buracos negros muito antigos e tentar estabelecer uma relação entre eles e a massa detectável de matéria escura no universo conhecido.
Teoria não muito aceita
Contudo, a ideia de Hawking, apesar de interessante, não foi aceita pela maioria dos astrofísicos, que se concentrou em encontrar uma nova partícula subatômica que explicasse a matéria escura.
Acredita-se que, se muitos buracos negros tivessem se formado no Universo inicial, eles teriam mudado a imagem da radiação remanescente, conhecida como radiação cósmica de fundo —o "eco" do Big Bang.
Na prática, isso significava que a teoria funcionava apenas quando o número estimado e o tamanho dos buracos negros eram bastante limitados.
Mas a ideia não foi totalmente abandonada e acabou reaproveitada em 2015, quando o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory encontrou dois buracos negros em colisão que eram muito maiores do que o esperado.
A maneira encontrada para explicar a grande massa foi dizer que eles se formaram no início do Universo.
Novo estudo
Agora, três astrônomos desenvolveram uma teoria que explicaria não apenas a existência da matéria escura como também o aparecimento dos maiores buracos negros.
Os pesquisadores Priyamvada Natarajan, da Universidade de Yale; Nico Cappelluti, da Universidade de Miami; e Günther Hasinger, da Agência Espacial Europeia, construíram um modelo do Universo que substituía toda matéria escura por buracos negros de cerca de 1,4 vezes a massa do Sol.
"O que considero pessoalmente muito empolgante nessa ideia é como ela unifica elegantemente os dois problemas realmente desafiadores em que trabalho — o de sondar a natureza da matéria escura e a formação e crescimento de buracos negros — e os resolve de uma só vez", afirmou Natarajan ao site Live Science.
O estudo aponta que os buracos negros primordiais desempenham um papel importante no Universo: participam na formação das primeiras estrelas, galáxias e buracos negros supermassivos.
"Os buracos negros primordiais, se existem, podem muito bem ser as sementes das quais todos os buracos negros supermassivos se formam, incluindo aquele no centro da Via Láctea", disse Natarajan.
Uso do James Weeb
A teoria é simples e, até agora, representada apenas por um modelo matemático. Mas poderá ser testada em breve com a ajuda do James Webb, projetado especialmente para responder a perguntas sobre a origem de estrelas e galáxias e revelar muito mais sobre os buracos negros.
"Nosso estudo mostra que, sem introduzir novas partículas ou nova física, podemos resolver os mistérios da cosmologia moderna, desde a natureza da própria matéria escura até a origem dos buracos negros supermassivos", afirmou, em comunicado, Nico Cappelluti.
"Foi irresistível explorar essa ideia profundamente, sabendo que ela tinha o potencial de ser validada em breve", disse Natarajan à Science.
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