O lado "negro" do Universo: o que sabemos sobre a misteriosa e desconhecida energia escura?

É curioso como a Natureza só deu ao Homem acesso a uma fatia muito pequena do Universo. Querendo usar a metáfora de um bolo (cósmico), de um total de 25 fatias, o Homem só consegue ver uma, as restantes 24 fatias são um mistério!

O espetro eletromagnético

A luz que nos chega dos corpos mais próximos do Sistema Solar, bem como dos objetos mais distantes do Universo, é o principal mensageiro de informação de que dispomos.

É a luz proveniente da Lua, por exemplo, que nos revela as características da sua superfície, com cadeias montanhosas e crateras de impacto, a luz proveniente de Júpiter que nos revela a sua atmosfera colorida, a luz proveniente do universo profundo que nos revela a existência de aglomerados de galáxias e a expansão do próprio universo.

No entanto, a luz que os nossos olhos conseguem observar é apenas uma parte muito pequena do chamado espetro eletromagnético. Simplificando, existem ondas de luz que são muito menos ou muito mais energéticas do que as ondas visíveis, que são absolutamente invisíveis ao olho humano.

Existem ondas de rádio e ondas infravermelhas, por exemplo, com energias muito mais pequenas do que as ondas visíveis, tal como existem raios X e raios gama com energias muito mais elevadas. Muitos objetos e fenómenos astronómicos emitem ondas de rádio ou raios X, para além de emitirem ondas de luz.

Para "ler" a informação transportada por estas ondas não visíveis, foram construídos detetores especiais para obter imagens de rádio ou de raios X destes objetos e fenómenos astronómicos.

O Sol, por exemplo, emite sobretudo luz visível, mas também ondas de rádio e de raios X. Estas, invisíveis à vista, são detetadas com radiotelescópios ou satélites equipados com detetores específicos para a radiação de raios X.

No entanto, a parte do Universo que emite radiação eletromagnética é apenas 4%!!! Assim, as ondas visíveis e invisíveis à vista só nos permitem explorar uma pequena parte do Universo.

O lado escuro

A matéria tal como a conhecemos, ou seja, constituída por átomos, é apenas uma fatia das 25 fatias do bolo cósmico.

Sabemos, mas apenas isto, que os restantes 96% do Universo são constituídos por um tipo de matéria e energia completamente desconhecido (daí o adjetivo "escuro"). A existência desta matéria e energia, que não podemos observar diretamente, foi deduzida a partir de provas indiretas.

Provas indiretas da existência de matéria escura

Sabemos que o movimento dos corpos celestes está relacionado com a sua massa. Graças às leis de Kepler e à lei da Gravitação Universal, a partir do movimento podemos deduzir a massa ou, conhecendo a massa, podemos descrever o movimento.

O que os astrónomos observaram é que, em grande escala, o movimento das galáxias e dos aglomerados de galáxias, para ser justificado pelas leis conhecidas da física, requer a presença de uma massa muito superior à observada. Uma vez que esta massa não é visível, foi chamada "escura" pelo astrónomo Fritz Zwicky em 1933.

Em várias ocasiões, esta matéria escura terá sido detetada em anãs castanhas, nuvens moleculares de gás, neutrinos e buracos negros. Estes são componentes conhecidos do Universo, mas difíceis de detetar devido à sua baixa (ou inexistente, no caso dos buracos negros) luminosidade.

No entanto, todos estes componentes juntos acabaram por justificar apenas alguns centésimos de um por cento da matéria escura. Voltando à metáfora, isto são algumas migalhas comparadas com as 24 fatias que faltam.

Provas indiretas da energia escura

Se a matéria escura está de alguma forma sujeita à força da gravidade e tem assim um efeito agregador nas estruturas do Universo, o facto de o Universo se estar a expandir a um ritmo acelerado levou a supor que existe uma componente cujo efeito é o oposto, ou seja, de repulsão, logo uma forma de energia.

Uma vez que não pode ser classificada em nenhuma das formas de energia conhecidas, foi designada por energia negra.

A matéria negra e a energia escura atuam em oposição e determinam, na sua competição, o destino da evolução do Universo.

Recordando que a massa e a energia são duas formas diferentes da mesma coisa, foi quantificado que a soma da energia e da massa escuras ascende a 96%. A procura da matéria e da energia escuras representa um dos desafios mais interessantes da física e da astrofísica modernas. Numerosos projetos foram e são dedicados a este estudo, como o Planck e o Euclid da ESA.