Explicado: O que é energia escura e os cientistas finalmente detectaram?
Com tecnologias avançadas e experimentos mais recentes, os cientistas encontraram certas pistas sobre isso e, na semana passada, uma equipe internacional de pesquisadores fez a primeira detecção direta suposta de energia escura.
Enquanto a matéria escura atrai e mantém as galáxias unidas, a energia escura repele e causa a expansão do nosso universo. A energia escura, a forma misteriosa de energia que constitui cerca de 68% do universo, intrigou físicos e astrônomos por décadas. A energia escura foi considerada o mistério mais profundo de toda a ciência. Com tecnologias avançadas e experimentos mais recentes, os cientistas encontraram certas pistas sobre isso e, na semana passada, uma equipe internacional de pesquisadores fez a primeira detecção direta suposta de energia escura.
Eles notaram certos resultados inesperados em um experimento subterrâneo e escreveram que a energia escura pode ser responsável por isso. O experimento XENON1T é o experimento de matéria escura mais sensível do mundo e foi operado no subsolo no INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, na Itália.
A descoberta também sugere que experimentos como o XENON1T, que são projetados para detectar matéria escura, também podem ser usados para detectar energia escura.
Energia escura x matéria escura
Tudo o que vemos - os planetas, luas, galáxias massivas, você, eu, este site - representa menos de 5% do universo. Cerca de 27% é matéria escura e 68% é energia escura. Enquanto a matéria escura atrai e mantém as galáxias unidas, a energia escura repele e causa a expansão do nosso universo.
Apesar de ambos os componentes serem invisíveis, sabemos muito mais sobre a matéria escura, já que sua existência foi sugerida já na década de 1920, enquanto a energia escura não foi descoberta até 1998, disse Sunny Vagnozzi do Instituto Kavli de Cosmologia de Cambridge, o primeiro autor de o artigo publicado na semana passada na Physical Review D em um comunicado. Experimentos em grande escala como o XENON1T foram projetados para detectar diretamente a matéria escura, procurando por sinais de matéria escura 'atingindo' a matéria comum, mas a energia escura é ainda mais elusiva.
Como eles fizeram a detecção?
No ano passado, o experimento XENON1T relatou um sinal inesperado. Esses tipos de excessos costumam ser casualidades, mas de vez em quando também podem levar a descobertas fundamentais, disse o coautor Luca Visinelli, dos Laboratórios Nacionais Frascati, na Itália, no comunicado.
Basicamente, há algum ruído de fundo e os elétrons em XENON1T irão, em média, se mover um pouco por conta própria, mesmo sem matéria escura ou energia escura ao redor simplesmente em virtude de chutes devido a esse fundo, explicou o Dr. Vagnozzi em um e-mail para indianexpress.com. Vimos que em energias em torno de ~ 2 keV, há muito mais eventos do que o esperado simplesmente devido ao ruído e isso pode ser devido à energia escura
Foi realmente surpreendente que esse excesso pudesse, em princípio, ter sido causado pela energia escura em vez da matéria escura, disse Vagnozzi no comunicado. Quando as coisas se encaixam assim, é realmente especial.
Mas alguns astrônomos também têm suas dúvidas. Se for verdade, é uma descoberta impressionante, disse ao inverse.com o astrônomo Alexei Filippenko, da Universidade da Califórnia em Berkeley, que não estava envolvido no estudo. Mas ainda há muito a ser feito para verificar se isso é verdade.
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E se o sinal foi causado por alguma outra força?
A equipe construiu um modelo físico, que usou um mecanismo de triagem conhecido como triagem camaleônica, para mostrar que as partículas de energia escura produzidas nos fortes campos magnéticos do Sol poderiam explicar o sinal visto no XENON1T.
Existem quatro forças fundamentais em nosso universo, e as teorias especulativas propuseram uma quinta força - algo que não pode ser explicado pelas quatro forças. Para ocultar ou proteger esta quinta força, muitos modelos de energia escura usam mecanismos especiais.
O Dr. Vagnozzi explica como funciona a projeção camaleônica: Imagine duas pessoas carregando algo, um objeto pesado e outro leve. A pessoa com o objeto leve provavelmente o fará mais longe. Da mesma forma, aqui a quinta força carregada por este camaleão pesado em um ambiente denso não vai longe.
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O Dr. Vagnozzi diz que tem pensado em novas maneiras de pesquisar a energia escura. A equipe está esperançosa de que as próximas atualizações do experimento XENON1T e experimentos semelhantes, como LUX-Zeplin - um experimento de matéria escura de próxima geração localizado no Sanford Underground Research Facility, e PandaX-xT - outro projeto no China Jinping Underground Laboratory, poderia ajudar a detectar diretamente energia escura na próxima década.
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