Nova teoria desafia conhecimento sobre matéria escura

Estudo questiona uma teoria aceita há décadas e abre caminhos inéditos para entender o nascimento do Universo

Desde os anos 1980, a hipótese dominante sustentava que a matéria escura precisava ser "fria" - (crédito: NASA, ESA,P. van Dokkum/Divulgação)

Uma nova pesquisa internacional está reformulando uma das ideias mais consolidadas da cosmologia moderna: a de que a matéria escura — o componente invisível que sustenta a formação das galáxias — só poderia ter surgido “fria” no início do Universo. O estudo indica que, ao contrário do que se acreditou por décadas, a matéria escura pode ter nascido extremamente quente, viajando quase à velocidade da luz, e ainda assim ter esfriado a tempo de cumprir seu papel fundamental na estruturação do cosmos.

O trabalho foi conduzido por cientistas da University of Minnesota Twin Cities, nos Estados Unidos, e da Université Paris-Saclay, na França, e publicado recentemente na Physical Review Letters, uma das revistas científicas mais respeitadas da área de física. As conclusões ampliam significativamente as possibilidades teóricas sobre a origem da matéria escura e sobre como ela pode interagir com outras formas de matéria.

Desde os anos 1980, a hipótese dominante sustentava que a matéria escura precisava ser “fria”, isto é, composta por partículas lentas, no momento em que se desligou do banho de radiação do Universo primordial. Essa ideia surgiu, em parte, após o descarte dos neutrinos leves como candidatos viáveis: por serem partículas muito rápidas, eles teriam impedido a formação de estruturas do tamanho das galáxias, em vez de favorecê-las.

A nova pesquisa revisita esse cenário a partir de um momento específico da história cósmica: o chamado período de reaquecimento pós-inflacionário, logo após a rápida expansão inicial do Universo. Os cientistas demonstram que, se a matéria escura for produzida nesse intervalo, ela pode se desacoplar ainda em um estado ultrarrelativístico, extremamente quente, e, mesmo assim, esfriar gradualmente antes do início da formação das galáxias.

Segundo Keith Olive, professor da Escola de Física e Astronomia da University of Minnesota e um dos autores do estudo, a descoberta é surpreendente justamente por resgatar características que antes inviabilizavam certos candidatos à matéria escura. “O neutrino se tornou o exemplo clássico de matéria escura quente, incompatível com a formação de estruturas. O que mostramos agora é que uma partícula com propriedades semelhantes, se produzida no momento certo da evolução do Universo, poderia esfriar o suficiente para se comportar como matéria escura fria”, explica.

O autor principal do artigo, Stephen Henrich, destaca que a exigência de que a matéria escura fosse fria desde o nascimento orientou a maior parte das pesquisas teóricas nas últimas quatro décadas. “A matéria escura é famosa por ser enigmática, mas uma das poucas certezas era justamente essa: ela precisava ser fria. Nossos resultados mostram que isso não é necessariamente verdade. Ela pode ter nascido ‘em brasa’ e ainda assim se tornar adequada antes do surgimento das galáxias”, afirma.

As implicações vão além da teoria. Ao abrir um novo leque de possibilidades sobre o comportamento inicial da matéria escura, o estudo também aponta caminhos diferentes para sua detecção. Os próximos passos da pesquisa envolvem identificar as melhores estratégias para observar essas partículas, seja por meio de experimentos em aceleradores, testes de espalhamento direto ou observações astrofísicas indiretas.

Para Yann Mambrini, professor da Université Paris-Saclay e coautor do trabalho, os resultados permitem que a ciência investigue períodos extremamente próximos ao Big Bang. “Com essas descobertas, podemos acessar uma fase da história do Universo que antes parecia fora do nosso alcance teórico”, conclui.

 

Por Amanda S. Feitoza

postado em 13/01/2026 13:54