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Estudo mede, com precisão inédita, a quantidade total de matéria no universo

Compartilhe:     |  4 de outubro de 2020

Uma pesquisa publicada na revista Astrophysical Journal estima que a matéria responde por 31% da composição do Universo. Os demais 69% correspondem à chamada energia escura. Esta foi a estimativa mais precisa sobre a composição do Cosmos já aventada.

“Se toda a matéria existente no Universo fosse distribuída  igualmente pelo espaço, haveria uma densidade média de massa de apenas  seis átomos de hidrogênio por metro cúbico”, diz o físico Mohamed Abdullah, da Universidade da Califórnia em Irvine, que é o primeiro autor do artigo. Porém, ele pondera que  quatro quintos destes 31% são constituídos de matéria escura, algo que os cientistas ainda não sabem bem o que é, embora possam enxergar os seus efeitos.

A fim de fazer a estimativa, os cientistas analisaram  o número e a massa por volume dos aglomerados de galáxias, que são gigantescas estruturas formadas pelas galáxias. A seguir, compararam estes dados com as previsões obtidas a partir de simulações numéricas. Como os atuais aglomerados de galáxias se formaram a partir de matéria que entrou em colapso ao longo de bilhões de anos, a partir da ação da sua própria gravidade, o número de aglomerados que podemos ver  no presente depende muito das condições cosmológicas e, em particular, da quantidade total de matéria disponível.

Dessa forma, uma alta porcentagem de matéria na composição do Universo resultaria na formação de mais aglomerados. “O principal desafio para nossa equipe era medir o número de aglomerados de galáxias e depois determinar qual resposta estava ‘correta’. Mas é difícil medir com precisão a massa de qualquer aglomerado porque em, sua maior parte , eles são compostos por  matéria  escura, que não pode ser observada com telescópios”, diz Abdullah.

Para superar essa dificuldade, a equipe liderada pelos astrônomos da UCR desenvolveu uma ferramenta denominada “GalWeight”, capaz de medir a massa de um aglomerado de galáxias utilizando as órbitas das galáxias que ele contém. A seguir, aplicaram a ferramentas aos dados de observação do Universo coletados pelo  Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Isso permitiu criar o “GalWCat19”, um catálogo público de aglomerados  de galáxias. Por fim, eles compararam o número de aglomerados relacionados no catálogo com simulações, a fim de estimar  a quantidade total de matéria no Universo.

“Tivemos sucesso em realizar uma das medições mais precisas já realizadas utilizando essa abordagem de aglomerados de galáxias”, diz Gillian Wilson, coautor  do artigo e líder do laboratório onde  Abdullah atua. Ele ressalta também que foi a primeira vez que uma estimativa feita pela técnica de observação de aglomerados obteve um valor em concordância com as estimativas feitas por grupos que utilizaram outras técnicas, tais como lentes gravitacionais ou supernovas tipo 1A.

Ao combinar suas medições com aquelas de outras equipes que utilizaram diferentes técnicas, a equipe liderada pela UCR conseguiu determinar um valor melhor, concluindo que a matéria compõe 31,5% (com variação de mais ou menos 1,3%) do total da quantidade de matéria e energia existentes no Universo.



Fonte: Scientific American Brasil



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