Numa descoberta que poderá abrir uma nova janela para um dos maiores mistérios da física, os investigadores da Universidade de Tel Aviv previram o que poderíamos encontrar sintonizando as ondas de rádio desde o início dos tempos. Seu novo estudo, liderado pelo Prof. Rennan Barkana da Sackler School of Physics and Astronomy e publicado no diário Astronomia da Naturezasugere que a matéria escura formou “aglomerados densos” no universo primitivo, forçando o gás hidrogênio a emitir um poderoso sinal de rádio cumulativo. Isto é importante porque fornece um roteiro teórico para detectar a matéria escura não através da sua visualização, mas sim *ouvindo* a sua profunda influência nos primeiros átomos do universo, oferecendo uma forma de estudá-la no seu estado primitivo e intocado.
Uma janela para a ‘idade das trevas’ cósmica
A maior parte das nossas notícias sobre o Universo primitivo vem do Telescópio Espacial James Webb da NASA, que está a detectar a luz das primeiras galáxias, cerca de 300 milhões de anos após o Big Bang. Esta nova pesquisa, no entanto, recua ainda mais para uma era mais misteriosa e anterior: a “idade das trevas cósmica”. Este período, apenas 100 milhões de anos após o Big Bang, foi um período anterior à formação de uma única estrela. O universo era uma sopa escura e invisível de dois ingredientes principais: o gás hidrogênio e a misteriosa matéria escura que sabemos constituir a maior parte da matéria do cosmos.
Como detectar o invisível
Você não pode ver a matéria escura diretamente. Então, como você estuda isso? Os pesquisadores realizaram simulações de computador para encontrar sua assinatura. Eles prevêem que durante a Idade das Trevas, a matéria escura não se espalhava uniformemente. Reuniu-se em aglomerados densosou “pepitas”, cujo tamanho e forma dependem das propriedades desconhecidas da própria matéria escura. Embora esses aglomerados sejam invisíveis, sua gravidade não o é. Eles teriam atraído poderosamente o abundante gás hidrogênio que enchia o universo. Ao cair nas garras gravitacionais da matéria escura, esse gás teria emitido intensas ondas de rádio. Embora o sinal de qualquer aglomerado seja muito fraco, a equipe prevê que o “efeito cumulativo” de todos esses aglomerados criaria uma “intensidade média de rádio” detectável em todo o céu. Ouvir este sinal poderia nos dizer sobre os aglomerados que o criaram e, portanto, sobre a natureza da própria matéria escura. Há um problema, é claro. Você não pode ouvir esta antiga estação de rádio cósmica da Terra. As ondas de rádio específicas da idade das trevas são bloqueado pela atmosfera do nosso planeta. Para sintonizar, precisaríamos de um radiotelescópio no espaço, e a melhor localização possível é a lua. A superfície lunar proporciona o posto de escuta perfeito: não tem atmosfera para bloquear o sinal e, igualmente importante, está protegida do rugido constante e ensurdecedor da interferência de rádio produzida pelo homem, proveniente dos nossos próprios telemóveis, Wi-Fi e satélites. Esta ideia, que já foi pura ficção científica, tornou-se subitamente plausível. Está em curso uma nova corrida lunar global, com os EUA, a Europa, a China e a Índia a planearem novas missões lunares e a procurarem activamente objectivos científicos importantes para elas. A “idade das trevas cósmica” finalmente terminou com o “amanhecer cósmico”, quando as primeiras estrelas se acenderam. A luz destas primeiras estrelas dramaticamente amplificou o sinal de rádio originaltornando-o muito mais forte. Este sinal mais alto e posterior é o que novos e massivos telescópios terrestres, como o Matriz de Quilômetro Quadrado (SKA) na Austrália, estão sendo construídos para encontrar. O SKA, uma colaboração global que envolve 80.000 antenas, tentará mapear este sinal amplificado para descobrir onde estavam as primeiras estrelas e aglomerados de matéria escura. A compensação é simples: o sinal do “amanhecer cósmico” é mais alto, mas também é “mais difícil de interpretar”, como observa o Prof. Barkana, porque as próprias estrelas adicionam seu próprio ruído complexo. A “idade das trevas cósmica”, em contraste, é uma “laboratório impecável”– o único que existirá. É a nossa única oportunidade de estudar o comportamento da matéria escura no seu estado original, antes que o resto dos fogos de artifício do universo explodissem e “contaminassem” as evidências.
