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Cientistas medem com precisão a quantidade total de matéria no universo

(NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI)).

Há muita matéria no universo – muita mesmo. É uma quantidade difícil até mesmo de ser mensurada. No entanto, a matemática nos permite fazer magia, e é completamente possível calcular a quantidade total de matéria no universo

De maneira geral, a cosmologia estuda a origem e a evolução do universo, além da estrutura. Mas como não podemos enxergar tudo de forma direta, os cientistas desenvolveram maneiras de se ver além. 

Diversas são as medidas que tentam mensurar a quantidade de matéria bariônica, ou seja, a matéria comum, e de matéria escura pelo universo. Cada uma delas tenta seu método, e possui determinado sucesso.

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Em um estudo no periódico The Astrophysical Journal, uma equipe liderada por cientistas da Universidade da Califórnia conseguiu criar uma nova estimativa para a quantidade de matéria no universo.

A quantidade total de matéria no universo

Somando a matéria bariônica e matéria escura, a matéria representa 31% da quantidade  total de matéria e energia no universo. O restante é composto pela energia escura.

“Para colocar essa quantidade de matéria em contexto, se toda a matéria do universo fosse espalhada uniformemente pelo espaço, isso corresponderia a uma densidade de massa média igual a apenas cerca de seis átomos de hidrogênio por metro cúbico”, explica  Mohamed Abdullah, autor principal, em um comunicado.

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Mas essa questão não é tão simples assim. Matéria escura é o nome que damos para uma coisa que não enxergamos, não sentimos, mas ela possui gravidade. Ela não é composta por átomos.

“No entanto, como sabemos que 80% da matéria é na verdade matéria escura, na realidade, a maior parte dessa matéria não consiste em átomos de hidrogênio, mas sim em um tipo de matéria que os cosmologistas ainda não entendem”, destaca o pesquisador. 

Como é feita essa medição?

Aglomerados de galáxias são enormes concentrações de matéria em uma complexa interação. Portanto, nesses locais, é possível analisar essa dinâmica e comparar com previsões teóricas.

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“Uma porcentagem maior de matéria resultaria em mais aglomerados. O desafio ‘Cachinhos Dourados’ para nossa equipe era medir o número de aglomerados e, em seguida, determinar qual resposta estava certa”, explica Abdullah.

“Mas é difícil medir a massa de qualquer aglomerado de galáxias com precisão porque a maior parte da matéria é escura, então não podemos vê-la com telescópios”.

Por isso, eles desenvolveram uma ferramenta chamada de GalWeight, desenvolvida por eles mesmos. A ferramenta mede a massa dos aglomerados através da análise das órbitas.

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Cada ponto que forma a imagem é uma galáxia. Isso faz parte do levantamento SDSS. (Créditos da imagem: SDSS)

Cada ponto que forma a imagem é uma galáxia. Isso faz parte do levantamento SDSS. (Imagem: SDSS)

Então, eles aplicaram a ferramenta nos dados de um levantamento chamado Sloan Digital Sky Survey (SDSS), o levantamento astronômico mais ambicioso em andamento nos dias de hoje. 

Com isso, foi possível criar o GalWCat19, um catálogo de acesso livre. Finalmente, com os dados do catálogo, os cientistas puderam comparar com as simulações computacionais.

Em outras palavras, a sua ferramenta possibilita comparações do mundo teórico com o mundo prático. Baseado nas movimentações reais, foi possível determinar a quantidade real da matéria, já que para ajustar de acordo com a realidade, eles precisam alterar os parâmetros, o que inclui a massa.

“Uma grande vantagem de usar nossa técnica de órbitas de galáxias, GalWeight, foi a de que nossa equipe foi capaz de determinar uma massa para cada aglomerado individualmente, em vez de confiar em métodos estatísticos mais indiretos”, explica o co-autor Anatoly Klypin.

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O estudo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal. Com informações de Universidade da Califórnia.

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É divulgador científico por paixão. Gradua-se em Física pela UFSCAR e atua principalmente na Ciencianautas e SoCientífica.


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