Um sinal misterioso pode revelar a matéria invisível que compõe o universo - resenha crítica

O que é matéria escura, e por que ninguém nunca viu

Tudo o que você consegue ver, tocar ou medir com um telescópio comum responde por cerca de 5% do universo. O resto é invisível. Um pedaço disso é a chamada matéria escura, uma substância que não emite nem reflete luz e que, por isso, nunca foi observada diretamente. Ela responde por cerca de 27% do universo, segundo a estimativa citada pela Al Jazeera e pela DW. A outra fatia, de aproximadamente 68%, é a energia escura, associada à expansão acelerada do cosmos. Somadas, as duas coisas invisíveis representam cerca de 95% de tudo o que existe.

Se ninguém vê, como se sabe que está lá? Pela gravidade. O primeiro indício apareceu nos anos 1930, quando o astrônomo suíço Fritz Zwicky notou que as galáxias do aglomerado de Coma se moviam rápido demais para que a massa visível do aglomerado conseguisse mantê-las no lugar. Alguma coisa precisava estar puxando. Zwicky cunhou o termo "matéria escura" em 1933, e observações posteriores foram na mesma direção: galáxias giram como se tivessem muito mais massa do que se enxerga, e a luz se curva ao passar por grandes aglomerados. A DW aponta como evidência mais forte o chamado Aglomerado da Bala, formado pela colisão de dois aglomerados de galáxias, em que a massa medida se distribuiu de forma diferente do gás quente produzido no choque.

Como se tenta flagrar uma coisa invisível

A aposta principal da física há décadas é que a matéria escura seja feita de partículas chamadas WIMPs, sigla em inglês para partículas massivas de interação fraca. São, na teoria, pesadas e extremamente arredias: atravessam a matéria comum quase sempre sem tocar em nada. Outra candidata são os áxions, mais leves e com comportamento diferente.

Para pegar uma WIMP no ato, os cientistas montam detectores enterrados fundo. A rocha ao redor bloqueia a radiação cósmica que, na superfície, encheria o aparelho de ruído. Os materiais são escolhidos por terem pouquíssima radioatividade residual, para que um evento verdadeiro não se perca no fundo. O detector LUX-ZEPLIN, conhecido como LZ, fica no Sanford Underground Research Facility, em uma antiga mina de ouro em Dakota do Sul, nos Estados Unidos, a quase 1,6 mil metros de profundidade, e é descrito pela BBC como o laboratório mais profundo do país. No centro há um tanque de xenônio líquido ultrapuro cercado por centenas de sensores de luz.

A ideia é simples de enunciar. Se uma WIMP acertar o núcleo de um átomo de xenônio, o choque deve produzir dois lampejos de luz em um nível de energia específico, junto com um pulso de carga elétrica. Para se ter noção de quão raro isso é: matéria escura atravessa o corpo humano o tempo todo, e a DW estima que, dos bilhões de partículas candidatas que passam por uma pessoa a cada segundo, só cerca de dez atinjam um núcleo do corpo ao longo de um ano inteiro. No LZ, a expectativa é de menos de cinco eventos por ano.

O que o detector viu em Dakota do Sul

É nesse contexto que entra a notícia. A equipe do LZ analisou 220 dias de dados coletados entre março de 2023 e abril de 2024 e encontrou uma única interação de partícula que não conseguiu explicar. O evento ocorreu em 16 de junho de 2023. Ele tem a cara do que uma WIMP produziria ao colidir com o xenônio líquido.

Os resultados foram apresentados em uma conferência no Japão, a TeV Particle Astrophysics 2026, por Sam Eriksen, pesquisador da Universidade de Bristol e autor principal do estudo. O trabalho envolve cerca de 250 cientistas e engenheiros, de 38 instituições segundo a Al Jazeera e 39 segundo a BBC, em seis países, que passaram dois anos examinando os dados. A DW registra que o anúncio saiu em 1º de setembro de 2026.

"Entendemos tão bem nossos detectores e os ruídos de fundo que mesmo um único evento fora do padrão, como o que encontramos, é importante", disse Eriksen em comunicado à imprensa. Theresa Fruth, física da Universidade de Sydney que participou do estudo, afirmou à ABC News que o evento é empolgante porque resistiu a várias rodadas de checagem: "Esse evento simplesmente não vai embora, mesmo depois de muitas e muitas verificações."

Por que os próprios cientistas pedem cautela

Aqui está a parte que se perde quando a notícia circula. O achado é um evento só, e a física tem uma régua para medir o quanto um resultado pode ser fruto do acaso: a escala sigma. O evento do LZ foi classificado em 2,6 sigma. O limiar convencional para se falar em descoberta é 5.

Além disso, o trabalho ainda não passou por revisão por pares, o crivo de outros cientistas independentes antes da publicação. Ele circula como resultado apresentado em conferência.

Os próprios envolvidos são explícitos. "Com apenas um evento, não queremos nos precipitar", afirmou Rick Gaitskell, porta-voz do LZ e físico da Universidade Brown. "Não estamos afirmando que vimos matéria escura. Mas vimos algo interessante que queremos compartilhar com a comunidade científica para ouvir sua opinião." Henning Flaecher, físico de partículas experimental da Universidade de Bristol, disse que uma quantidade enorme de trabalho foi feita para investigar todas as causas conhecidas que poderiam explicar a reação incomum: "Até hoje, nenhuma delas oferece uma explicação convincente."

Eriksen resumiu à Al Jazeera onde está a dificuldade. O próximo passo é garantir que aquilo seja mesmo algo novo, e não ruído de fundo. "São dois desafios: operar um detector tão complicado quanto o LZ e diferenciar ruídos de fundo raros de sinais potenciais", disse. "Os ruídos que temos ocorrem muito raramente, mas a matéria escura também."

A caça não acontece só em minas subterrâneas

Quase cem anos depois de Zwicky, a busca segue em frentes bem diferentes, e nem todas concordam sobre por onde começar.

A NASA anunciou o lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, um projeto de bilhões de dólares dedicado a investigar matéria escura e energia escura. Um grupo da Universidade de Kyoto, no Japão, propõe usar dados do campo magnético da Terra para procurar áxions.

E há uma linha teórica que questiona a separação entre as duas coisas invisíveis. Historicamente, matéria escura e energia escura foram tratadas como entidades sem relação entre si. Mas resultados do DESI, projeto que mapeia a expansão do universo, indicaram em 2024 que a força da energia escura pode não ser constante, e um estudo de 2025 com mais que o dobro de dados chegou à mesma conclusão. Isso levou vários teóricos a explorar a hipótese de que as duas interajam. "A ideia de que você pode calcular a energia escura independentemente da matéria escura está errada", disse Cumrun Vafa, físico de Harvard, à Quanta Magazine. Ele e colaboradores propuseram em 2022 que ambas poderiam estar ligadas a uma "dimensão escura", extra e maior que as outras previstas pela teoria das cordas.

O que se sabe, e o que ainda falta descobrir

Está estabelecido que existe algo exercendo gravidade sem emitir luz, e isso é aceito há décadas com base em observações independentes, do movimento das galáxias ao Aglomerado da Bala. Está estabelecido também que o LZ registrou uma interação que sobreviveu a repetidas checagens e que a equipe, até agora, não consegue atribuir a nenhuma causa conhecida. É, segundo os físicos citados, o sinal mais convincente que o experimento já produziu.

O que não está estabelecido é que isso seja matéria escura. A confiança estatística é de 2,6 sigma, contra 5 do padrão de descoberta; o evento é um só; e o trabalho ainda não foi revisado por pares.

O que acompanhar nos próximos meses é justamente isto. Primeiro, se o resultado passa pela revisão por pares e se a comunidade científica, ao receber os dados, encontra alguma explicação convencional que a equipe não viu. Segundo, e mais decisivo, se o LZ registra eventos semelhantes. Como o próprio Flaecher colocou, é o tipo de ocorrência com que todo físico de astropartículas sonha, e a equipe quer analisar mais dados para ver se aparecem novos candidatos. Um evento isolado, por mais limpo que seja, não vira descoberta. É a repetição que faz isso.

Ou seja: a notícia relevante sobre esse achado ainda não foi publicada. Quem quiser acompanhar com algum critério deve esperar não o próximo anúncio empolgado, mas o segundo evento. Se ele vier, o cálculo de sigma sobe e a conversa muda de natureza. Se não vier, o evento de 16 de junho de 2023 entra para a lista de curiosidades que a física não conseguiu explicar nem confirmar, uma lista que, em quase um século de caça à matéria escura, já é longa.