• Ciência dura

Cientistas descartam uma teoria alternativa popular à matéria escura

• Os astrofísicos concordam amplamente que a matéria escura explica uma variedade de fenômenos estranhos, como a observação de que as galáxias giram mais rápido do que deveriam.
• Uma minoria apaixonada nega a existência de matéria escura e adota MOND (Modified Newtonian Dynamics) para explicar as observações.
• Um novo artigo eliminou em grande parte o MOND como uma teoria viável.

Surgiu um consenso na comunidade astronômica de que a matéria familiar feita de átomos não é a forma dominante de matéria no Universo. Em vez disso, uma forma invisível de matéria, chamada matéria escura , é considerado muito mais prevalente. No entanto, um pequeno grupo de investigadores nega a existência de matéria escura, afirmando em vez disso que a nossa compreensão de como os objetos se movem é incompleta. A artigo recente no Avisos mensais da Royal Astronomical Society parece ter descartado isso definitivamente.

Matéria escura vs. MOND

Estrelas, planetas e galáxias movem-se sob a direção da força da gravidade, e Isaac Newton elaborou as leis que governam esse movimento, que hoje chamamos de dinâmica newtoniana. Contudo, apesar do enorme sucesso da dinâmica newtoniana, esse sucesso não é universal. Na verdade, quando as equações de Newton são aplicadas a certos fenómenos astronómicos, não fazem as previsões corretas. Um exemplo é a velocidade com que as galáxias giram. Quando os astrônomos medem a velocidade das estrelas na periferia de uma galáxia, elas se movem mais rápido do que pode ser explicado pela teoria aceita. Em vez disso, as galáxias deveriam se separar.

A solução para este mistério preferida pela maioria dos cientistas é que, para além das conhecidas estrelas e nuvens de gás, a nossa galáxia também alberga uma grande quantidade de matéria invisível, chamada matéria escura. Esta matéria escura aumenta a força gravitacional que mantém a galáxia unida. Assim, a evidência da matéria escura é indireta. Nunca foi observado em laboratório; no entanto, a sua capacidade de explicar o movimento das galáxias é uma forte evidência circunstancial da sua existência.

Ainda assim, como a matéria escura permanece não observada, hipóteses alternativas devem ser consideradas. Uma ideia, chamada MOND (Dinâmica Newtoniana Modificada), sugere que as leis do movimento newtonianas ensinadas nas aulas introdutórias de física não estão totalmente corretas. Para acelerações maiores que cerca de 10 ^-onze vezes a gravidade sentida na superfície da Terra, as equações familiares de Newton funcionam. Para acelerações menores que isso, um novo conjunto de equações se aplica. A teoria MOND foi primeiro concebido pelo físico israelense Mordehai Milgrom em 1983, e embora o modelo não seja aceito pela maioria dos astrônomos, ele tem alguns apoiadores apaixonados .

Quando os astrônomos aplicam a teoria MOND para prever a rotação das galáxias, ela funciona muito bem, essencialmente tão bem quanto a teoria da matéria escura. Assim, é necessária uma medição que distinga definitivamente entre os dois.

Testando MOND

No artigo recém-lançado, os pesquisadores usaram dados registrados usando o Satélite Gaia estudar estrelas binárias largas , que são duas estrelas que orbitam uma à outra a grandes distâncias. Neste estudo, as estrelas binárias foram incluídas se a sua separação estivesse na faixa de 2.000 a 30.000 vezes a separação média entre a Terra e o Sol. Estrelas binárias com essas características experimentam uma série de acelerações que permitem aos cientistas tentar determinar se a MOND ou a teoria newtoniana estão corretas.

Então o que eles encontraram? O estudo favorece muito claramente a teoria newtoniana em detrimento do MOND como uma descrição precisa do comportamento orbital de estrelas binárias largas . (A medição descartou MOND por dezesseis sigma, o que é muito maior do que o considerado definitivo.)

Em seu artigo, os pesquisadores também abordaram relatórios anteriores que binários amplos na verdade apoiavam a hipótese MOND. Eles separaram seus dados em binários amplos nos quais as medições eram precisas e aqueles nos quais havia incerteza significativa nos números. Eles descobriram que uma análise que incluía binários amplos mal medidos favorecia o MOND, mas quando apenas resultados medidos com precisão eram incluídos, os dados favoreciam fortemente a dinâmica newtoniana.

Esta medição prova que a matéria escura é real? Não. Essa seria uma conclusão muito forte. Se confirmado, o que demonstra é que a teoria específica denominada MOND está incorreta. Isso não exclui todas as teorias alternativas à matéria escura. Outros permanecem viáveis. Na verdade, existem outras soluções propostas para o mistério das galáxias em rotação rápida, incluindo mudanças nas leis da gravidade, bem como diferentes modificações nas leis do movimento. Além disso, embora a distância que separa grandes estrelas binárias seja muito grande, é muito pequena em comparação com o tamanho das galáxias. Ainda é possível que a teoria MOND possa ser aplicada aos tamanhos galácticos, mas não à escala de grandes sistemas estelares.

A abordagem de Sherlock à astrofísica

Ainda assim, o resultado, se confirmado, é um avanço muito importante na nossa busca pela resposta sobre a razão pela qual as galáxias giram tão rapidamente. Embora não seja tão satisfatória quanto uma descoberta definitiva, as refutações definitivas de outras teorias são a forma como a ciência avança. Como o detetive fictício Sherlock Holmes uma vez dito na história “O Sinal dos Quatro”: “Depois de eliminar o impossível, o que resta, por mais improvável que seja, deve ser a verdade”.

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