A matéria escura e a energia escura representam cerca de 95% do universo, enquanto a matéria visível corresponde a apenas 5%. A matéria escura, que não emite ou reflete luz, é detectada por sua influência gravitacional sobre estrelas e galáxias, evidenciada por fenômenos como lentes gravitacionais e sua contribuição para a formação de estruturas no cosmos. Já a energia escura, responsável pela aceleração da expansão do universo, foi descoberta por meio da observação de supernovas e da radiação cósmica de fundo. Embora ainda pouco compreendidas, essas duas forças misteriosas são fundamentais para entender a estrutura e o comportamento do universo.
A matéria escura e a energia escura continuam sendo os maiores desafios da física moderna, desafiando até mesmo as teorias mais estabelecidas da cosmologia. Elas representam 95% da massa e energia do universo, mas permanecem praticamente invisíveis e indetectáveis diretamente, o que faz com que sua natureza seja um verdadeiro enigma. Embora a matéria visível seja o que percebemos no cotidiano — as estrelas, os planetas e as galáxias —, ela corresponde a uma pequena fração do que compõe o cosmos. Portanto, a compreensão desses dois fenômenos é crucial não apenas para entender o que é o universo, mas também para descobrir como ele evolui e qual será seu destino final.
A matéria escura, que não emite nem reflete luz, é um tipo de matéria que se faz sentir principalmente por meio de sua interação gravitacional com a matéria visível. Isso significa que, embora não possamos vê-la diretamente, podemos perceber seus efeitos através de fenômenos como o movimento das galáxias e a maneira como elas se comportam em aglomerados. A rotação das galáxias, por exemplo, é muito mais rápida do que se esperaria com base apenas na quantidade de matéria visível, o que sugere a presença de uma substância invisível que age como uma “cola” cósmica, mantendo as galáxias unidas. Além disso, as lentes gravitacionais, que ocorrem quando a luz de objetos distantes é distorcida pela gravidade de grandes concentrações de matéria, revelam a distribuição de matéria escura, sugerindo que ela está amplamente espalhada por todo o universo.
A matéria escura também é fundamental para a formação das grandes estruturas cósmicas, como as galáxias e os aglomerados de galáxias. Sua presença proporciona a atração gravitacional necessária para que essas estruturas se unam, funcionando como uma espécie de esqueleto invisível que molda o cosmos em sua escala maior. De fato, sem a matéria escura, muitas das características que observamos no universo — como as galáxias espiraladas e seus aglomerados — não existiriam como conhecemos. O que sabemos até agora é que ela é composta por partículas subatômicas que não interagem de forma convencional com a luz, como os átomos da matéria comum, mas sim com forças gravitacionais. As partículas chamadas WIMPs (partículas massivas que interagem fracamente) são uma das teorias mais populares sobre a composição da matéria escura, embora essa hipótese ainda não tenha sido confirmada.
Em contraste, a energia escura, embora represente a maior parte do universo (aproximadamente 68%), é um fenômeno ainda mais enigmático e difícil de estudar. Sua principal característica é a capacidade de acelerar a expansão do universo, um comportamento oposto à atração gravitacional da matéria. Quando os astrônomos observaram supernovas distantes, perceberam que elas estavam se afastando de nós a uma velocidade maior do que se esperaria, dado o modelo tradicional de desaceleração cósmica. Isso sugeriu a presença de uma força repulsiva, invisível, que age de maneira contraintuitiva. Além disso, a radiação cósmica de fundo, remanescente do Big Bang, também oferece pistas que indicam a presença de energia escura em grande escala.
Embora a natureza da energia escura seja um mistério profundo, a teoria mais amplamente aceita sugere que ela pode estar associada à constante cosmológica, uma forma de energia que permeia todo o espaço, impulsionando a expansão do universo de maneira acelerada. Esse fenômeno tem implicações fundamentais para o futuro do cosmos, pois significa que, à medida que o universo se expande, ele o faz a uma taxa crescente, o que pode levar a um futuro em que as galáxias se afastem umas das outras a uma velocidade tão alta que se tornem invisíveis para nós, como se o universo estivesse se “desintegrando” à medida que expande.
Em última análise, tanto a matéria escura quanto a energia escura são essenciais para a compreensão da cosmologia moderna e para as questões fundamentais sobre a origem, evolução e destino do universo. Resolver esses mistérios pode abrir portas para novas teorias físicas, possivelmente revelando aspectos do cosmos que hoje mal podemos imaginar. O avanço de novas tecnologias e observações, como os telescópios mais poderosos e os experimentos com partículas subatômicas, é fundamental para que possamos, um dia, entender a verdadeira natureza do universo e como essas forças misteriosas governam o cosmos em sua totalidade.
