Teste de uma Teoria Alternativa à Matéria Escura: Gravidade Emergente, de Erik Verlinde

A Ciência deve, com toda certeza, ser ousada. Uma manifestação dessa ousadia necessária é confrontar teorias antigas com novas, que podem fornecer uma melhor explicação a um certo fenômeno. Algumas vezes novas teorias substituem antigas; outras vezes, as novas se mostram insuficientes e se perdem pelo caminho, sendo esquecidas. Nas últimas décadas, poucas teorias têm sido tão confrontadas com teorias alternativas como a Matéria Escura.

Várias observações astronômicas não podem ser explicadas apenas com a matéria que emite luz e conseguimos observar diretamente. Por exemplo, alguns aglomerados de galáxias não conseguiriam manter suas galáxias juntas apenas com a gravidade da matéria que observamos. A velocidade do Sol ao redor do centro da Via Láctea é maior do que deveria ser se considerarmos apenas a matéria luminosa. Para resolver esses e outros problemas, formulou-se a hipótese da Matéria Escura Não Bariônica, ou apenas Matéria Escura. Ela seria formada por coisas bastante diferentes das partículas que formam nossa matéria comum de prótons e elétrons. (Leia mais sobre matéria escura aqui e aqui).

Devido ao caráter exótico da Matéria Escura, muitos cientistas não gostam dela e buscam explicações alternativas. Uma delas é a Gravidade Entrópica ou Gravidade Emergente do físico teórico holandês Erik Verlinde. Essa teoria diz que a gravidade não se comporta em grande escala da mesma forma que se comporta aqui na superfície da Terra.

NASA's Galaxy Evolution Explorer found a tail behind a galaxy called IC 3418. The star-studded tail can be seen on the left, as detected by the space telescope in ultraviolet light. The tail has escaped detection in visible light, taken by a visible-light telescope on the ground. This tail was created as the galaxy plunged into gas in a family of galaxies known as the Virgo cluster. This image is a composite of data from the Galaxy Evolution Explorer (far-ultraviolet light is dark blue and near-ultraviolet light is light blue); and the Sloan Digital Sky Survey (visible light is colored green and red). Other galaxies and stars can be seen scattered throughout the image. Another galaxy called IC 3413, which is part of the Virgo cluster, can be seen to the right of IC 3418 as an oval-shaped blob. The bright large dot at upper right is a star in our Milky Way galaxy.
A teoria da Gravidade Emergente diz que a gravidade comporta-se de maneira diferente aqui na superfície da Terra e em escala galáctia e cosmológica ( Imagem: NASA)

Uma fórmula clássica da física diz que a intensidade da força gravitacional entre dois corpos de massa m1 e m2 é dada por:

F=G(m1 e m2)/r2

onde G é uma constante e r a distância entre os dois corpos. Essa equação está nos dizendo que a força gravitacional cai com o quadrado da distância, ou seja: se a distância aumenta 2, a força cai 4; se a distância aumenta 3, a força cai 9; se a distância aumenta 4, a força cai 16 e assim por diante.

A teoria de Verlinde diz que o comportamento da gravidade é esse apenas para distâncias curtas, mas que precisa ser alterado quando lidamos com escala galáctica e intergaláctica ou cosmológica. Nessas escalas, uma interação entre a Energia Escura e a matéria comum faria a gravidade cair menos, produzindo um excesso de gravidade. Tal excesso de gravidade é o que estaríamos atribuindo à ação da Matéria Escura.

Não confunda Energia Escura com Matéria Escura. A Energia Escura é uma energia, cuja fonte não conhecemos,  responsável pela aceleração da expansão do Universo. Há alguns anos atrás um grupo de pesquisadores do Observatório Nacional e o Planetário realizaram uma palestra que abordou uma inciativa internacional para pesquisa da Energia Escura e outros tópicos.

Um grupo de astrônomos comparou a observação de lentes gravitacionais com as densidades de matéria comum prevista pela teoria da Gravidade Emergente para um conjunto de 33.613 galáxias (veja uma explicação sobre lentes gravitacionais aqui). A comparação entre as densidades superficiais de massa observadas e as previstas pela teoria mostraram grande concordância, e esse foi o primeiro teste favorável à teoria.

Mas, como os próprios autores do trabalho dizem bem no começo do trabalho:

“Apesar dessa performance ser notável, esse estudo é apenas um primeiro passo. Mais avanços tanto no campo teórico como no dos testes observacionais da teoria da Gravidade Emergente são necessários antes dela ser considerada uma teoria completamente desenvolvida e solidamente testada.”

Esse foi, portanto, um ponto para a teoria, mas ainda estamos muito longe de podermos descartar a Matéria Escura. Ela ainda encontra-se nas bases de nossa atual compreensão do Universo.

Leia Mais:

Artigo original (em inglês):

First test of Verlinde’s theory of Emergent Gravity using Weak Gravitational Lensing measurements : https://arxiv.org/abs/1612.03034https://arxiv.org/pdf/1612.03034v2.pdf

Críticas à Gravidade Emergente (em inglês):

Why gravity can’t be entropichttp://motls.blogspot.com.br/2010/01/erik-verlinde-why-gravity-cant-be.html

Once more: gravity is not an entropic forcehttp://motls.blogspot.com.br/2011/08/once-more-gravity-is-not-entropic-force.html

Published by Leandro L S Guedes

Astrônomo da Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro - Pesquisa e Divulgação de Astronomia, atuando principalmente nos seguintes temas: Astronomia, Astronomia Extragaláctica, Cosmologia, História da Ciência, Filosofia da Ciência, Epistemologia e Educação.

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *