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<span style="font-size:8pt"><b>Referência : </b> Bertolami, O., Gomes, C., (2017) Matéria Escura, ''[http://rce.casadasciencias.org Rev. Ciência Elem.]", V5(4):064
<br>
<span style="font-size:8pt"><b>Autores</b>: <i>[https://sigarra.up.pt/fcup/pt/func_geral.formview?p_codigo=485238 Orfeu Bertolami]</i> e <i>[https://sigarra.up.pt/fcup/pt/fest_geral.cursos_list?pv_num_unico=200900475 Cláudio Gomes]</i></span><br>
<span style="font-size:8pt"><span style="font-size:8pt"><b>Editor</b>: <i>[[Usu&aacute;rio:Jfgomes47|José Ferreira Gomes]]</i></span><br>
<b>DOI</b>: ''[[http://doi.org/10.24927/rce2017.064 http://doi.org/10.24927/rce2017.064]]''</span><br>
<html><a href="https://rce.casadasciencias.org/rceapp/pdf/2017/064/" target="_blank">
                <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/layout/pdf.png" alt="PDF Download"></a></html>
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=Resumo=
Duas ideias fundamentais na Cosmologia contemporânea são a matéria escura e a energia escura. A matéria escura corresponde a matéria que interage muito fracamente (ou não de todo) com a radiação, e, por isso, não foi ainda diretamente detetada, embora os efeitos dinâmicos da sua existência sejam observados. A energia escura está associada à expansão acelerada do Universo desde um passado cosmológico recente.


<html>
<p class='mainText'>A consistência dos resultados obtidos através do estudo da radiação cósmica de fundo, que é um
        remanescente do Universo 375 mil anos após o Big Bang, com observações da abundância de elementos leves
        (hidrogénio, deutério, hélio isótopos 3 e 4, e lítio isótopo 7) em estrelas e outros objetos astronómicos,
        indica que só cerca de 5% do conteúdo energético do Universo (em termos de densidade relativa dos constituintes)
        pode ser identificado com a matéria que nós conhecemos, isto é, matéria constituída por protões, neutrões,
        eletrões e outras partículas elementares conhecidas.</p>
    <p class='mainText'>Recordemos que a radiação cósmica de fundo na região de micro-ondas, detetada em 1965 por
        Penzias e Wilson</html><ref><html>Penzias A.A. e Wilson, R.W., <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1086/148307">A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s</a>, <em>Astrophys. J.</em>, vol. 142, p. 419-421, 1965.</html></ref>, <ref><html>Penzias A.A. e Wilson, R.W., <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1086/148384">Measurement of the Flux Density of CAS a at 4080 Mc/s</a>, <em>Astrophys. J.</em>, vol. 142, p.1149, 1965.</html></ref><html> e estudada por várias missões espaciais</html><ref><html><a target="_blank" href="https://science.nasa.gov/missions/cobe">Missão espacial COBE</a>, consultado em novembro de 2017.</html></ref>, <ref><html><a target="_blank" href="https://map.gsfc.nasa.gov/">Missão espacial COBE</a>, consultado em novembro de 2017.</html></ref>, <ref><html><a target="_blank" href="http://sci.esa.int/planck/">Missão espacial Planck</a>, consultado em novembro de 2017.</html></ref><html>, é extremamente rica em informação e permite determinar muitas
        propriedades do Universo e do seu conteúdo.</p>
    <p class='mainText'>Estas observações aliadas aos estudos da recessão de supernovas em galáxias distantes e da
        coesão de enxames de galáxias indicam que a maior parte do conteúdo energético cósmico é dominada por duas
        componentes escuras: cerca de 27% de matéria escura, responsável por efeitos dinâmicos diversos, e cerca de 68%
        de energia escura, responsável pela atual expansão acelerada do Cosmos. Este resultado é surpreendente, pois
        revela que desconhecemos cerca de 95% da constituição do Universo!</p>
    <p class='mainText'>Na verdade, no que diz respeito à matéria escura, esta conclusão é corroborada por observações a
        várias escalas de distância. Estudos da rotação de galáxias do tipo espiral revelam que a matéria usual que se
        manifesta no espectro eletromagnético, corresponde só a cerca de 10% da massa total inferida pela dinâmica da
        rotação. Ou seja, nas galáxias espirais há cerca de 10 vezes mais matéria do que aquela que se pode inferir por
        meio da observação da radiação eletromagnética em todos os comprimentos de onda. Há evidências que o mesmo
        ocorre em galáxias com outra morfologia, isto é, galáxias elípticas e irregulares.</p>
    <table>
        <tr class="cell-no-border">
            <th class="cell-no-border">
                <center><figure class="image-medium">
                    <img src="http://rce.casadasciencias.org/rceapp/static/images/articles/2017-064-01.jpg" width="500">
                    <figcaption>FIGURA 1. Curva de rotação da galáxia NGC 3198. Dados observacionais (curva superior) em
                        comparação com as expectativas (halo e disco). A linha da curva superior corresponde a um ajuste
                        dos dados experimentais indicando a presença de matéria extra</html><ref><html>VAN ALEADA, T. S. <em>et al.</em>, Distribution of dark matter in the spiral galaxy NGC 3198, <em>Astrophy. J.</em>, Part 1, vol. 295,  p. 305-313, 1985.</html></ref><html>.
                    </figcaption>
                </figure></center>
            </th>
            <th class="cell-no-border">
                <center><figure class="image-medium">
                    <img src="http://rce.casadasciencias.org/rceapp/static/images/articles/2017-064-02.jpg" width="500">
                    <figcaption>FIGURA 2. Enxame de galáxias 1E 0657-56, que resultou da colisão de dois enxames.
                        Consegue-se distinguir duas regiões: a vermelha corresponde à emissao de raios-X devida à
                        colisão de matéria luminosa e a azul à matéria escura. As cores são simplesmente
                        indicativas</html><ref><html><a target="_blank" href="https://apod.nasa.gov/apod/ap060824.html">https://apod.nasa.gov/apod/ap060824.html</a>, Composite Credit: X-ray: NASA/CXC/CfA/ M.Markevitch et al.; Lensing Map: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe <em>et al.</em> Optical: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe <em>et al.</em>, consultado em novembro de 2017.</html></ref><html>.
                    </figcaption>
                </figure></center>
            </th>
        </tr>
    </table>
    <p class='mainText'>As escalas da ordem de centenas de vezes maiores que a de galáxias individuais (escalas da ordem
        de dezenas a centenas de milhões de anos-luz), a coesão gravitacional e a dinâmica de enxames e super-enxames de
        galáxias só pode ser compreendida se a massa detetada através de observações astronómicas das diferentes regiões
        do espectro eletromagnético for também da ordem de 10% da massa total inferida dinamicamente.</p>

    <p class='mainText'>Uma técnica de observação de grande relevância na determinação da presença de matéria escura é a
        das lentes gravitacionais. Segundo a Teoria da Relatividade Geral (TRG) de Einstein, a luz é curvada por
        concentrações apreciáveis de matéria dada a curvatura que imprimem no espaço-tempo, isto é, a magnitude do
        desvio relativamente ao da propagação retilínea é indicativo da quantidade de matéria presente. A utilização
        deste método tem-se generalizado na observação astrofísica e tem descortinado uma imagem do Universo que é
        consistente com a que se deduz dos métodos acima descritos: a matéria conhecida corresponde apenas a uma pequena
        fração da matéria inferida por métodos dinâmicos.</p>
    <p class='mainText'>Assim, compreensivelmente, um dos grandes enigmas da Física no início do século XXI é o da
        natureza da energia escura e da matéria escura. Várias hipóteses têm sido sugeridas. No que se refere à matéria
        escura, assumindo que esta matéria é a manifestação macroscópica duma substância constituída por partículas
        elementares ainda por descobrir, os candidatos mais discutidos incluem partículas que surgem no contexto de
        modelos de física de partículas, tais como os axiões, um conjunto especial de partículas supersimétricas neutras
        designados por neutralinos</html><ref><html><a target="_blank" href="https://www.symmetrymagazine.org/article/what-could-dark-matter-be">https://www.symmetrymagazine.org/article/what-could-dark-matter-be</a>, consultado em novembro de 2017.</html></ref>, partículas “adamastor”, isto é, partículas escalares que acoplam com o bosão de Higgs</html><ref><html>Bento, M. C. <em>et al.</em>, Self-interacting dark matter and the Higgs boson, <em>Phys. Rev. D.</em>, 62, 041302(R), 2000.</html></ref>, <ref><html>Bertolami, O. <em>et al.</em>, <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1016/j.physletb.2016.05.047">Scalar field dark matter and the Higgs field</a>, <em>Phys. Lett. B.</em>, 759, 1-8, 2016.</html></ref>, <ref><html>Cosme, C. <em>et al</em>., Scalar field dark matter with spontaneous symmetry breaking and the 3.5 keV line, arXiv:1709.09674 [hep-ph], 2017.</html></ref><html>, etc. Uma das grandes esperanças dos físicos é que vestígios destas
        partículas possam ser detetados no
        LHC (Large Hadron Collider), o grande acelerador de protões do Centro Europeu de Investigação Nuclear situado em
        Genebra, ou em outros detetores passivos localizados em minas profundas (tal precaução é necessária para evitar
        o efeito de falsas deteções causadas pela interação dos detetores com as partículas dos raios cósmicos).</p>
    <p class='mainText'>Em geral, a matéria escura pode classificar-se como fria, morna ou quente, isto é, em ordem
        crescente em termos da velocidade com que se propagam aquando do desacoplamento do plasma cósmico. De acordo com
        as observações astrofísicas e cosmológicas, esta matéria não pode ser quente. Contudo, há espaço para que seja
        fria ou morna, sendo que a primeira é a que melhor se adequa com o chamado modelo cosmológico padrão, embora não
        esteja completamente livre de deficiências como a previsão, em simulações computacionais, de galáxias satélites
        que não são observadas.</p>
    <p class='mainText'>Os físicos teóricos também veem como natural uma hipotética ligação entre a energia escura e a
        matéria escura. Segundo algumas propostas, não é impossível que estas duas entidades sejam manifestações, a
        escalas distintas, de uma única partícula ou um campo mais fundamental.</p>
    <p class='mainText'>Pela natureza e abrangência destas questões, a Cosmologia e a Gravitação suscitam grande
        interesse. Os físicos teóricos também discutem alternativas à existência de matéria escura e de energia escura,
        designadamente, por meio de teorias de gravidade para além da de Einstein. Por exemplo, existem as teorias MOND
        (Modified Newtonian Dynamics)</html><ref><html>Milgrom, M., <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1086/161130">A modification of the Newtonian dynamics as a possible alternative to the hidden mass hypothesis</a>, <em>Astrophys. J.</em>, Part 1 , vol. 270, 365, 1983.</html></ref><html>, ou a generalização das chamadas teorias f(R) </html><ref><html>Carroll, S. M., <em>et al.</em>, <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1103/PhysRevD.70.043528">Is Cosmic Speed-Up Due to New Gravitational Physics?</a>, <em>Phys. Rev. D</em>, 70, 043528, 2004.</html></ref>, <ref><html>Nojiri, S. e Odintsov, S. D., <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1142/S0219887807001928">Introduction to Modified Gravity and Gravitational Alternative for Dark Energy</a>, <em>Int. J. Geom. Meth. Mod. Phys.</em> 4, 115-146, 2007.</html></ref><html> com um acoplamento
        não-mínimo entre matéria e curvatura</html><ref><html>Bertolami, O. <em>et al.</em>, <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1103/PhysRevD.75.104016">Extra force in f(R) modified theories of gravity</a>, <em>Phys. Rev. D.</em>, 75, 104016, 2007.</html></ref><html>, ou a gravidade emergente</html><ref><html>Verlinde, E. P., <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1007/JHEP04(2011)029">On the Origin of Gravity and the Laws of Newton</a>, <em>JHEP</em>, 1104, 029, 2011.</html></ref>, <ref><html>Verlinde, E. P., <a target="_blank" href="https://doi.org/10.21468/SciPostPhys.2.3.016">Emergent Gravity and the Dark Universe</a>, <em>SciPost Phys.</em>, 2, 016, 2017.</html></ref><html>, no contexto das quais, o plateau na curva
        de rotação galática surge devido à dinâmica gravitacional da teoria e não devido à presença de matéria
        escura.</p>
    <br>
    <center><figure class="image-medium">
        <img src="http://rce.casadasciencias.org/rceapp/static/images/articles/2017-064-03.jpg" width="500">
        <figcaption>FIGURA 3. Conteúdo energético do Universo segundo a missão Planck</html><ref><html><a target="_blank" href="http://sci.esa.int/planck/">Missão espacial Planck</a>, consultado em novembro de 2017.</html></ref>, <ref><html>Planck collaboration: P.A.R. Ade <em>et al.</em>, Planck 2015 results: XIII. Cosmological parameters, <em>A & A</em> 594, A13, 2016.</html></ref><html>.
        </figcaption>
    </figure></center>
    <br>
</html>

=Referências=
<references/>


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Recursos relacionados disponíveis na [http://www.casadasciencias.org Casa das Ciências]:<br>
# [https://www.casadasciencias.org/recurso/8109 O Universo].<br>


---- <br>Criada em 6 de Dezembro de 2017<br> Revista em 6 de Dezembro de 2017<br> Aceite pelo editor em 6 de Dezembro de 2017<br>
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