terça-feira, 27 de março de 2012

A interpretação da matéria escura via dimensões extras

A matéria escura, considerada um dos maiores problemas da física atual, seria uma espécie de matéria "não-palpável", tecnicamente falando não-bariônica, que constituiria cerca de 22% de todo o conteúdo do universo.

Aquilo que consideramos "matéria palpável" como cadeiras, árvores, animais, ar, luz, etc, ou seja, a matéria bariônica, constitui apenas 4% do que conhecemos. Veja, ao lado, o gráfico em pizza, coletado no site da Nasa, especificando aquilo que foi mensurado pelas últimas investigações do satélite WMAP.

Os 74% restantes é aquilo que chamamos de "energia escura".

Diante de tantas coisas escuras e desconhecidas -- prestem atenção para o fato de que desconhecemos 96% do universo! -- hoje publiquei, junto com o amigo matemático Roldão da Rocha, um preprint no arXiv intitulado "Dimensões extras e a interpretação da matéria escura: uma abordagem direta".

Veja o paper em http://arxiv.org/abs/1203.5736

Este artigo trata da possibilidade de que a matéria escura seja apenas o desconhecimento que temos acerca da estrutura do espaço-tempo. Há diversas possibilidades que abordam uma gravitação modificada por algum campo extra para explicar a matéria escura. Duas das teorias de gravitação modificada mais famosas são as chamadas MOND e TeVeS, que modificam a gravitação para certos domínios de escala.

No caso do artigo do arXiv presentemente publicado por nós, a fonte da modificação da gravidade não é algum campo "mágico" que aparece na natureza sem razões. Mas seria simplesmente o fato de haver dimensões a mais no universo que não são percebidas diretamente por nós. A forma de percebê-las "indiretamente" seria exatamente através de anomalias no espaço tais quais a matéria escura e a energia escura.

Uma coisa interessante do artigo acima, é que ele faz testes para galáxias. É claro que para um estudo completo sobre matéria escura é necessário adicionalmente fazer testes para aglomerados de galáxias, formação de estruturas e também escalas do sistema solar. Um primeiro teste, no entanto, seria aquele referente às curvas de rotação de galáxias, que é exatamente o que é feito, via um modelo semi-fenomenológico. Esta proposta começou a ser trabalhada por mim e por Patricio Letelier em 2007 e 2008, na Unicamp e na Universidade de Cambridge em artigos publicados no Physical Review e no Classical and Quantum Gravity, mas só agora, infelizmente depois que Patricio faleceu no ano passado, completei a forma final que descreve o campo extra, com a ajuda de Roldão da Rocha, da Universidade Federal do ABC.