Um grupo de astrofísicos da Universidade da Flórida e do Lawrence Berkeley National Laboratory, nos Estados Unidos, conduziu um estudo que pode lançar luz sobre um dos grandes mistérios do Universo: por que há mais matéria do que antimatéria?
A presença dessa assimetria é crucial para a existência de tudo o que conhecemos, já que, se elas se “tocassem”, se aniquilariam e não haveria nada além de um espaço vazio no Universo.
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Os cientistas sempre buscaram pistas sobre quando a matéria e a antimatéria se tornam assimétricas nas evidências remanescentes do Big Bang, incluindo a radiação cósmica de fundo em micro-ondas e as ondas gravitacionais, mas sem muito sucesso.
No entanto, no novo estudo os astrofísicos encontraram uma pista surpreendentemente clara dessa assimetria, que ocorreu logo após o início dos tempos (HOU, 2023).
Se confirmada, essa descoberta poderia resolver o debate sobre se o Universo passou por um período de inflação logo após sua formação.
Para entendermos essa descoberta, devemos considerar que a violação da simetria da paridade é uma forma útil de compreender o surgimento das forças físicas, especialmente a força fraca.
Nesse caso, apenas componentes canhotos de partículas e componentes destros de antipartículas participam das interações fracas.
No entanto, a força fraca não é forte o suficiente para ter influenciado qualquer viés de matéria em relação à antimatéria, então sua assimetria subjacente provavelmente não pode explicar toda a abundância de matéria que observamos.
Buscando uma solução para esse problema, os astrônomos estudaram as orientações de conjuntos de quatro galáxias conhecidas e conseguiram detectar essa assimetria de paridade, porém em uma escala muito maior.
Eles utilizaram conjuntos de quatro galáxias porque um tetraedro (pirâmide triangular) é a forma mais simples de se ter “lado esquerdo” e “lado direito”.
Em um Universo perfeitamente simétrico, esperaríamos encontrar a mesma quantidade de orientações “esquerda” e “direita” em qualquer distribuição tetraédrica de galáxias.
Porém, isso não foi o que os pesquisadores encontraram em sua análise.
Usando um supercomputador e modelos matemáticos, eles rastrearam tetraedros entre um número incrível de conjuntos de quatro galáxias e encontraram um desequilíbrio em ambos os conjuntos de dados analisados.
Um dos conjuntos forneceu dados suficientes para ser considerado altamente significativo.
A análise estatística revelou uma probabilidade (sigma) de 7, o que indica uma alta confiança nos resultados obtidos.
No entanto, os pesquisadores alertam que a possibilidade de falsas detecções de galáxias devido a ruídos em seus bancos de dados não pode ser completamente descartada.
Portanto, eles pretendem repetir os cálculos utilizando dados mais precisos fornecidos por telescópios mais avançados, como o Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).
Se a descoberta se confirmar, a próxima pergunta será como essa mudança ocorreu.
Pode ter surgido de algum fenômeno quântico quando o Universo compacto “explodiu” em existência, ou de uma força ainda desconhecida.
Essa pesquisa levanta grandes questões sobre o início e a evolução do Universo, bem como sobre a própria existência da matéria.
Os resultados fornecem novas evidências para entender a assimetria entre matéria e antimatéria, trazendo à tona uma área fascinante da cosmologia e desafiando os físicos a explorarem ainda mais os mistérios do Universo.
Referências
HOU, Jiamin; SLEPIAN, Zachary; CAHN, Robert N. Measurement of parity-odd modes in the large-scale 4-point correlation function of Sloan Digital Sky Survey Baryon Oscillation Spectroscopic Survey twelfth data release CMASS and LOWZ galaxies. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 522, n. 4, p. 5701-5739, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 1 jun 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Quantidade de matéria e antimatéria já era assimétrica logo após o Big Bang. Ciência Mundo, jun 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
