Quando observamos as belas imagens de longínquas galáxias e nos apercebemos de que cada uma destas galáxias é formada por milhares de milhões de estrelas é impossível não experimentar uma sensação de contemplação profunda. Ora bem, todas estas estrelas, todas estas miríades de galáxias que observamos, não são mais do que uma pequena parte de toda a matéria que existe no Universo.
Efetivamente, a maior parte da massa gravitacional de Cosmos não é formada pela massa luminosa que podemos observar todas as noites no céu, mas por um novo tipo de matéria exótica e desconhecida, uma matéria que não emite luz e que, portanto, não podemos ver diretamente, a menos que a experimentemos de forma indireta através dos seus efeitos gravitacionais sobre a matéria luminosa. Falamos da chamada “matéria escura”.
Na realidade, a possibilidade de uma boa parte da matéria estelar e galáctica que experimenta a atração gravitacional não ser acessível através das ondas eletromagnéticas não era nada de novo. De facto, esta ideia já estivera na mente dos astrónomos do século XIX. Pensava-se, por exemplo, na possibilidade de existirem planetas ou planetoides, estrelas extintas ou outros objetos, formados por matéria convencional, mas que, por uma razão ou outra, não emitiam luz e, como tal, não eram detetáveis. Ao longo do século XX iniciou-se um lento, mas constante, gotejar de provas sobre a existência da matéria escura, sobretudo devido ao cada vez maior número de medidas astronómicas de precisão.
Sob o ponto de vista da física das partículas, o aspeto mais interessante da existência da matéria escura é sabermos, de maneiras diferentes e complementares, que se trata de um tipo de matéria completamente nova que não pode ser formada, pelo menos de forma maioritária, por partículas já conhecidas. Por exemplo, poderíamos pensar que a matéria escura é formada por estrelas apagadas, planetas errantes ou mesmo buracos negros, mas todas estas explicações já foram descartadas pelos dados. Também se poderia objetar que no Modelo Padrão – teoria quântica responsável por explicar como se comportam essas partículas elementares e como elas interagem entre si – já temos um tipo de partícula sem carga elétrica (por isso não pode emitir luz) que tem massa e que interage de forma muito fraca: os neutrinos. Mas sabemos que esta possibilidade não pode funcionar; visto que não existem neutrinos suficientes no Universo para poder explicar a maior parte da matéria escura.
Então de que é formado este misterioso tipo de matéria? Como são as suas interações com as partículas do Modelo Padrão? Existe porventura um Modelo Padrão escuro, uma espécie de novo mundo, com as suas próprias partículas e interações? E, se for o caso, como poderíamos aceder a este setor escuro? Como nas “Crónicas de Nárnia”, de C. S. Lewis, onde se acede a um mundo escondido através de um armário? Tentar responder a estas perguntas é, hoje, um dos objetivos principais tanto dos físicos de partículas como dos astrofísicos.
Nem tudo o que luz é ouro: a matéria escura
