Embora as teorias daspartículas sejam atualmente as explicações mais favorecidas para a matéria escura, os fa­sicos ainda não foram capazes de detectarpartículas de matéria escura de maneiras que confirmariam ou contradissem essas teorias. Alguns teóricos tem, portanto, explorado novas teorias da gravidade que explicam e explicam claramente a existaªncia desse tipo indescrita­vel de matéria. Para evitar a necessidade de matéria escura, no entanto, essas teorias devem ser alinhadas com as observações cosmola³gicas coletadas atéagora.

Dois pesquisadores do Laborata³rio de Propulsão a Jato (JPL) e da Universidade de Princeton realizaram recentemente um estudo com o objetivo de entender melhor quais pontos as teorias alternativas da gravidade devem abordar para apoiar efetivamente a existaªncia de matéria escura no universo. Seu artigo, publicado na Physical Review Letters , descreve uma sanãrie de restrições que podem ajudar a determinar a validade potencial das teorias alternativas da gravidade.

O paradigma cosmola³gico padra£o, ΛCDM, explica como o universo atual se desenvolveu a partir do fundo ca³smico em micro-ondas (CMB), essencialmente pintando um 'quadro' do desenvolvimento do universo desde seus primeiros dias atéhoje. A evolução da estrutura do CMB em gala¡xias e a atual estrutura da teia ca³smica pode ser justificada pela existaªncia de matéria escura fria (CDM).

"Quera­amos ver se podera­amos usar os dados CMB e os dados de gala¡xias disponí­veis hoje para colocar algumas restrições sobre como uma teoria da gravidade alternativa precisaria se comportar se fosse para explicar a matéria escura", Kris Pardo, um dos pesquisadores que realizaram o estudo, disse Phys.org. "Basicamente, se érealmente alguma gravidade alternativa responsável pela matéria escura, então ela deve ser capaz de explicar exatamente como a matéria normal evolui da CMB atéhoje."

A ideia central do estudo realizado por Pardo e seu colega David N. Spergel já foi explorada por outros pesquisadores, inclusive por Scott Dodelson, do Instituto Kavli de Fa­sica Cosmola³gica, em artigo publicado em 2011 . No entanto, Pardo e Spergel foram os primeiros a realmente calcular a função que resume essa ideia.

“Na³s mostramos que qualquer teoria que tente explicar a matéria escura mudando a gravidade (ao invanãs de ter uma nova parta­cula) precisaria ter uma forma única,” explicou Pardo. "Na verdade, essa forma seria tão única que provavelmente levaria a alguns movimentos bem malucos de gala¡xias perto de nós, dos quais não vemos evidaªncias. Portanto, a explicação mais simples para a matéria escura ainda éque ela éalguma parta­cula."

O estudo recente de Pardo e Spergel estabeleceu novas restrições sobre as qualidades especa­ficas que as teorias da gravidade alternativa deveriam ter para apoiar a existaªncia de matéria escura. Curiosamente, os pesquisadores descobriram que nenhuma das teorias da gravidade propostas atéagora satisfaz essas restrições, o que sugere que, se a matéria escura pode ser explicada por tais teorias, uma teoria va¡lida ainda não foi desenvolvida. No futuro, seu trabalho pode informar o desenvolvimento de teorias alternativas da gravidade que estãomais alinhadas com as observações cosmola³gicas.

"Em nosso estudo, presumimos que a teoria da gravidade alternativa tinha que ser 'linear'", disse Pardo. "Agora estamos estudando como expandir isso para teorias não lineares."