Leis de Newton podem dispensar matéria escura?

Sem a matéria escura, as velocidades das estrelas deveriam decrescer com a distância a taxas diferentes para os dois tipos de galáxias. Mas as velocidades são notavelmente constantes. [Imagem: M. Cappellari/Sloan Digital Sky Survey]

Velocidades constantes

Astrônomos mediram pela primeira vez com precisão a velocidade de estrelas em órbitas circulares em torno de galáxias espirais e de galáxias elípticas.

Seguindo a hipótese da matéria escura, essas velocidades deveriam diminuir com a distância da galáxia, a taxas diferentes para os dois tipos de galáxias.

Em vez disso, porém, os dados mostraram que as velocidades são praticamente as mesmas para as diversas localizações das estrelas nos dois tipos de galáxias.

Uma das descobertas mais marcantes do século 20 foi que as galáxias espirais, como a nossa Via Láctea, giram muito mais rapidamente do que o esperado. Os cientistas então levantaram a hipótese da “matéria escura”, uma substância desconhecida e invisível que geraria a gravidade necessária para explicar porque essas galáxias não se esfacelam, arremessando suas estrelas para o espaço.

Mas os dados deste estudo não se encaixaram naturalmente nessa ideia, e tentar forçá-los levou a uma esquisita proposta de “conspiração da matéria escura”.

Conspiração da matéria escura

A equipe tentou ajustar seus dados ao modelo da matéria escura, o mais aceito pela comunidade científica atualmente.

Depois de usar a Lei da Gravidade de Newton para traduzir as medições de velocidade em quantidades de matéria distribuídas dentro das galáxias, eles concluíram que existe uma espécie de “conspiração da matéria escura”.

“Uma das descobertas surpreendentes deste estudo é que as galáxias espirais mantêm uma velocidade de rotação notavelmente constante ao longo de seus discos,” disse Michele Cappellari, da Universidade de Oxford. “Isto significa que as estrelas e a matéria escura conspiram para se redistribuir para produzir este efeito, com as estrelas dominando as regiões do interior das galáxias, e uma mudança gradual nas regiões exteriores para um domínio da matéria escura.”

Em outras palavras, a massa das estrelas – e dos demais corpos celestes – na porção mais central das galáxias seria suficiente para explicar a gravidade, mas haveria uma ausência crescente de matéria comum conforme se caminha para a borda externa das galáxias, o que exigiria um gradiente de matéria escura no interior da galáxia, que teria uma densidade crescente conforme se caminha do interior para a borda das galáxias.

Falhas na teoria científica da conspiração

Mas mesmo esta “teoria científica da conspiração” da matéria escura não se ajusta perfeitamente aos dados e a esse hipotético gradiente de densidade.

Por isso, alguns astrônomos estão sugerindo que, em vez de ser devido à matéria escura, o efeito medido pelas observações pode ser devido à Lei da Gravidade de Newton tornando-se progressivamente menos precisa a grandes distâncias.

Notavelmente, décadas depois de ter sido proposta, essa teoria alternativa – que dispensa a matéria escura – ainda não pode ser conclusivamente excluída, ao mesmo tempo em que todas as tentativas para detectar a matéria escura falharam até agora.

Fonte: Inovação Tecnológica

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