Estruturas do Universo

Atualmente, sabemos que as galáxias individuais agrupam-se em aglomerados. Estes incluem não apenas suas galáxias componentes, mas também qualquer coisa que exista no espaço entre elas. O que mantém essas imensas estruturas unidas é a gravidade, a força de atração que corpos materiais exercem entre si.

No âmbito de um aglomerado, o espaço entre as galáxias está cheio de um gás tão quente (dezenas de milhões de graus!) que brilha em raios X em vez de luz visível.

A análise da distribuição e temperatura desses gases permite a medição do quanto eles estão sendo espremidos pela força da gravidade de tudo o que existe no aglomerado. Desta forma, pode-se determinar a quantidade total de matéria presente nessa porção de espaço.

O surpreendente é que os resultados mostram que há cinco vezes mais material nos aglomerados do que seria de se esperar das galáxias e gases que podemos enxergar.

Ou seja, a maior parte da matéria dos aglomerados é invisível. Além disso, considerando que eles são as maiores estruturas do Universo que são mantidas coesas pela gravidade, conclui-se que a maior parte da matéria de todo o Universo é invisível!

Esta misteriosa modalidade de matéria é muito apropriadamente chamada de matéria escura, termo criado pelo astrônomo búlgaro Fritz Zwicky, que na década de 1930 descobriu que a massa visível dos aglomerados é insuficiente para mantê-los estáveis.

A presença de matéria escura somente é revelada pelo efeito gravitacional que ela exerce sobre os objetos visíveis e que, assim, garante a estabilidade no âmbito dos aglomerados. Se tal influência não se fizesse presente, as galáxias e aglomerados se dispersariam pelo espaço.

Uma das principais linhas de pesquisa da Cosmologia Moderna concentra-se nas investigações sobre a natureza da matéria escura, sua quantidade e sua possível influência sobre o destino do Universo como um todo.

Há muitas hipóteses e teorias sobre a natureza da matéria escura. É pouco provável que se trate de uma única substância, mas sim uma variedade de substâncias que se somam no total necessário para manter as coisas unidas.

Temos uma certeza: esses objetos emitem muito pouca ou nenhuma luz visível. Por isso, podem incluir buracos negros, anãs marrons, estrelas de nêutrons, anãs vermelhas e até mesmo planetas escondidos na escuridão.

Eles também podem ser objetos individualmente muito pequenos, distribuídos uniformemente em volumes muito grandes, como nuvens. É muito provável que incluam partículas elementares como os axions***, neutrinos e outras.

Na verdade, a hipótese considerada mais plausível é de que a matéria escura seja predominantemente constituída de formas diferentes de matéria, que interagem muito fracamente com a matéria ordinária.

Leia mais detalhes sobre a matéria escura no tópico Matéria e energia, que faz parte de nossa série de artigos sobre a Teoria do Big Bang.