Como todos os entusiastas da astronomia sem dúvida sabem hoje, o modelo cosmológico padrão que descreve o Universo observável (não sabemos nada sobre aquilo que talvez exista além) assume a existência de matéria escura e energia escura, respectivamente na origem do nascimento de estrelas e galáxias para o primeiro, e na origem da aceleração da expansão deste mesmo cosmos por bilhões de anos.
Ainda não sabemos nada sobre esses componentes cujo efeito sobre a gravitação domina em grande parte o da matéria normal na forma de bárionsisto é prótons e nêutrons núcleos atômicos. Por outro lado, sabemos que se estes componentes realmente existirem, eles deixaram marcas nas características da radiação fóssil, a mais antiga luz do Universo observável.
Germes de galáxias visíveis na radiação fóssil
Acima de tudo, temos todos os motivos para pensar que esta radiação reflecte precisamente as características das flutuações na densidade da matéria produzidas pela Big Bangdensidades algumas das quais entrarão em colapso gravitacional causando o condensação e o nascimento das estrelas, depois das galáxias e aglomerado de galáxias reunindo-os. Observamos também uma estruturação progressiva do cosmos dando origem e evoluindo a filamentos contendo esses aglomerados e que entrelaçam áreas de subdensidade que merecem o nome de vazios cósmicos.
Durante 13,8 mil milhões de anos, o Universo continuou a evoluir. Ao contrário do que nos dizem os nossos olhos quando contemplamos o céu, o que o compõe está longe de ser estático. Os físicos fazem observações em diferentes idades do Universo e realizam simulações nas quais reproduzem sua formação e evolução. Parece que a matéria escura desempenhou um papel importante desde o início do Universo até à formação das grandes estruturas observadas hoje. © CEA Pesquisa
Os cosmólogos evoluem em simulações digitais vários modelos possíveis que explicam a natureza e as características das flutuações de densidade iniciais, ao mesmo tempo que utilizam as restrições sobre estas características dadas pelas análises do radiação fóssilna esperança de aprender mais sobre o matéria escura e comparar os resultados dessas simulações com observações atuais de estruturas galácticas.
O enigma do grupo local
Agora, na verdade, um comunicado de imprensa da Universidade de Groningen (Holanda), sobre um artigo publicado e em acesso aberto no arXiv, indica que simulações digitais realizadas por astrônomos desta universidade (nomeadamente o estudante de pós-doutoramento Ewoud Wempe e a professora Amina Helmi) em colaboração com investigadores alemães, franceses e suecos, mostram que a maior parte da matéria escura localizada além do Grupo local das galáxias devem ser organizadas em um plano estendido.
Vastos vazios são assim encontrados acima e abaixo deste plano, enquanto o movimentos observaram galáxias próximas e massas combinado do Via Láctea e o Galáxia de Andrômeda só pode ser explicado corretamente com esta distribuição de massa “plana”, para usar as palavras do comunicado de imprensa.
Nesta conferência pública proferida no Cern por ocasião do Dia da Matéria Negra 2024, Camille Bonvin detalha as evidências observacionais que apoiam a hipótese da existência de uma nova forma de matéria: a matéria escura. Explica porque é que observações astrofísicas, como curvas de rotação de galáxias, lentes gravitacionais ou colisões de aglomerados, indicam a presença de uma massa invisível. Também mostra porque é que estes fenómenos não podem ser explicados apenas pelas mudanças na gravitação. © Cosmic Blueshift
Lembre-se de que os astrônomos descobriram há muito tempo que o que chamaram de “Grupo Local” é um grupo de mais de 60 galáxias mais ou menos ligadas gravitacionalmente, ao qual pertencem a Via Láctea e Andrômeda. Seu diâmetro é de aproximadamente 10 milhõesanos-luz.
No entanto, quem diz estar mais ou menos ligado gravitacionalmente também sugere que o efeito da expansão do Universo deve ser frustrado pela gravitação. Isto não é realmente o que geralmente observamos, embora seja claro que a Galáxia de Andrómeda está de facto a aproximar-se de nós à distância. velocidade de cerca de 100 quilômetros por segundo, o que levanta questões sobre uma possível colisão no futuro.
Um plano cósmico de matéria escura?
A chave do enigma seria, portanto, a presença de uma estrutura plana que se estende por dezenas de milhões de anos-luz e cujo campo gravitacional permite reproduzir os movimentos das galáxias do Grupo Local.
Isto é de facto o que dão várias tentativas de simulações numéricas, revelando as galáxias e finalmente uma distribuição delas reproduzindo o Grupo local a partir das características iniciais da radiação fóssil. Características que, como já dissemos, provêm espectro flutuações precisas nas densidades da matéria desde o Big Bang.
O comunicado de imprensa da Universidade especifica que as simulações que constituíram verdadeiros “gémeos virtuais” do nosso ambiente cósmico também fornecem as posições e velocidades de 31 galáxias localizadas fora do Grupo Local. Se ” as galáxias estão se afastando de nós, apesar da massa do Grupo Local. Isto é explicado pelo fato de que, para galáxias próximas localizadas no plano cósmico, a atração gravitacional do Grupo local é contrabalançada pela massa mais distante no mesmo plano. “.
Ewoud Wempe acrescenta no comunicado que com as simulações: “ Exploramos todas as configurações locais possíveis do Universo primordial que poderiam ter levado ao Grupo Local. É ótimo ter agora um modelo consistente tanto com o modelo cosmológico atual quanto com a dinâmica do nosso ambiente local. “.
“ O mistério da matéria escura », conferência moderada por Françoise Combes, presidente da Academia de Ciências, professora do Collège de France, astrofísica do Observatório de Paris – PSL, Laboratório para o Estudo do Universo e Fenômenos Extremos. Esta conferência foi organizada em 12 de novembro de 2025 pela seção local Paris-Sul da Sociedade Francesa de Física. O problema da falta de massa no Universo, à escala das galáxias, das grandes estruturas e do conteúdo global do Universo, constitui um enigma multifacetado. No cenário da matéria escura fria, um dos principais candidatos a partícula não bariônica é o neutralino, a mais estável das partículas supersimétricas. No entanto, a supersimetria não aparece como esperado nas experiências do LHC no Cern. Muitos outros modelos floresceram nos últimos anos. Descreveremos algumas alternativas, como áxions, neutrinos estéreis ou gravidade modificada. © Sociedade Física Francesa