O Big Bang pode não ter sido um episódio único. O aparecimento de todas as partículas e radiações pode ter sido acompanhado por outro Big Bang, que inundou o Universo com matéria escura.
Na imagem cosmológica padrão, o Universo primitivo era um lugar muito exótico. Talvez a coisa mais importante que aconteceu no cosmos tenha sido o evento da inflação, que logo após o Big Bang levou o Universo a um período de expansão extremamente rápida. Quando a inflação acabou, os campos quânticos que conduziram ao evento decaíram, transformando-se em partículas e radiação.
Quando o Universo tinha menos de 20 minutos de idade, essas partículas começaram a juntar-se e a criar os primeiros protões e neutrões, durante a nucleossíntese do Big Bang. Essa nucleossíntese é um pilar da cosmologia moderna, pois os cálculos por trás dela preveem com precisão a quantidade de hidrogénio e hélio no cosmos.
No entanto, ainda não entendemos a matéria escura, que é a forma misteriosa e invisível da matéria que ocupa a grande maioria da massa no cosmos, referiu o Universe Today. A suposição padrão nos modelos do Big Bang é que qualquer processo que tenha gerado partículas e radiação também criou a matéria escura.
Num estudo publicado na arxiv, uma equipa de investigadores propôs uma nova ideia. Argumentam que as eras de inflação e nucleossíntese do Big Bang não foram acontecimentos isolados. A matéria escura pode ter evoluído ao longo de uma trajetória completamente separada.
Nesse cenário, quando a inflação acabou, inundou o Universo com partículas e radiação. Mas não a matéria escura. Em vez disso, havia algum campo quântico restante que não decaiu. À medida que o Universo se expandia e esfriava, esse campo quântico extra acabou por se transformar, desencadeando a formação de matéria escura.
A vantagem dessa abordagem é que separa a evolução da matéria escura da matéria normal, de modo que a nucleossíntese do Big Bang possa prosseguir como a entendemos atualmente, enquanto a matéria escura evolui ao longo de uma trilha separada.
Essa abordagem também abre caminhos para explorar uma variedade de modelos teóricos sobre a matéria escura, porque agora que ela tem uma trilha evolutiva separada, é mais fácil acompanhar os cálculos.
Por exemplo, a equipa por trás do artigo conseguiu determinar que, se houve o chamado “Dark Big Bang”, isso aconteceu quando o Universo tinha menos de um mês de idade.
A pesquisa também revelou que o aparecimento de um “Dark Big Bang” terá libertado uma assinatura única de fortes ondas gravitacionais que persistirão no Universo atual. Experiências em andamento, como matrizes de temporização de pulsar, devem ser capazes de detetar essas ondas gravitacionais, se existirem.
Ainda não sabemos se o “Dark Big Bang” ocorreu, mas este trabalho sugere um caminho para testar a ideia.
