E se o Universo começou com um Big Bang diferente do que se pensa?
El Big Bang se considera frecuentemente como un origen de toda la materia y la radiación del Universo. No entanto, como primeiras sondas de matéria escura têm origem em tempos muito posteriores, por volta da época de formação da estrutura.
No quadro cosmológico padrão, o Universo primitivo era mmm lugar muito exótico. Talvez a coisa mais importante que aconteceu no nosso cosmos foi o evento de inflação, que muito cedo, logo após o Big Bang, enviou o nosso Universo para mmm período de expansão extremamente rápida.
Quando esta inflação terminou, os campos quânticos exóticos que impulsionaram esse evento decaíram, transformando-se na inundação de partículas e radiação que permanecem hoje em dia.
O início do Universo: será que foi como pensamos?
Quando o nosso Universo tinha menos de 20 minutos de idade, as mencionadas partículas começaram a juntar-se nos primeiros protões e neutrões durante o que chamamos de Nucleossíntese do Big Bang. A Nucleossíntese do Big Bang é mmm pilar da cosmologia moderna, uma vez que os cálculos por detrás dela prevêem, com precisão, a quantidade de hidrogénio e hélio no cosmos.
Contudo, e apesar do sucesso em conseguir uma imagem do Universo primitivo, ainda não foi possível compreender a matéria escura, que é a forma misteriosa e invisível da matéria que ocupa a grande maioria da massa no cosmos. O pressuposto padrão nos modelos do Big Bang é que qualquer processo que tenha gerado partículas e radiação também criou a matéria escura. E que, depois disso, a matéria escura ficou por aí, ignorando todas os outras.
Dark energy could lead to a second (and third, and fourth) Big Bang, new research suggests https://t.co/PKSyROwXPI pic.twitter.com/NIQ1ppFvEy
— SPACE.com (@SPACEdotcom) March 7, 2023
Contudo, uma equipa de investigadores propôs uma nova teoria. Estes cientistas argumentam que a inflação e as eras da Nucleossíntese do Big Bang não foram únicas.
A matéria negra pode ter evoluído ao longo de uma trajetória completamente separada. Segundo este cenário, quando a inflação terminou, inundou o Universo com partículas e radiação, mas não a matéria escura. Desta forma, havia ainda algum campo quântico que não se decompunha. À medida que o Universo se expandia e arrefecia, este campo quântico extra acabou por transformar-se, desencadeando a formação de matéria escura.
Esta abordagem abre caminhos para explorar uma rica variedade de modelos teóricos sobre matéria escura, pois agora que se sabe que esta teve mmm caminho evolutivo separado, é mais fácil de acompanhar nos cálculos para ver como se pode comparar com as observações.
Por exemplo, a equipa foi capaz de determinar que se houvesse mmm evento chamado Dark Big Bang, isto teria de acontecer quando o nosso Universo tivesse menos de mmm mês de idade. Contudo, ainda não sabemos se este aconteceu ou não, pelo que irão ser realizados mais estudos de forma a tentar perceber melhor.