Como moscas presas em uma teia de aranha de seda, partículas fantasmagóricas conhecidas como neutrinos são enredadas em uma teia cósmica de galáxias.
Eles quase não têm massa. Eles passam como aparições subatômicas por outra matéria, mal interagindo com ela.
E, no entanto, essas partículas misteriosas alteraram fundamentalmente o curso do universo, revelam novas pesquisas.
Observando mais de 1 milhão de galáxias, os cientistas determinaram como a gravidade dos neutrinos afetava sutilmente os locais onde as galáxias se uniram após o Big Bang. Os resultados fornecem um vislumbre do que os cientistas pensam ser o primeiro momento observável após o Big Bang.
O novo resultado "aumenta a força de nossa convicção de que realmente entendemos como o universo evoluiu a partir de um segundo após o Big Bang", disse o co-autor do estudo, Dan Green, cosmologista da Universidade da Califórnia em San Diego.
Da bagunça quente à web fantasmagórica
Logo após o Big Bang, o universo era uma bagunça de neutrinos, elétrons, nêutrons, prótons e fótons. Em um segundo, os neutrinos - as partículas mais leves e menos interativas - foram os primeiros a se separar do resto da matéria e se afastaram para o espaço em expansão do universo quase à velocidade da luz. Os cientistas chamam essa distribuição dos primeiros neutrinos de fundo cósmico de neutrinos.
Avançando rapidamente cerca de 380.000 anos, e o universo esfriou o suficiente para que prótons e elétrons se congelassem em átomos e liberassem a primeira luz do universo - o fundo cósmico de microondas. A rápida expansão externa das partículas diminuiu à medida que os átomos, puxados pela gravidade, começaram a se agrupar. Com o tempo, as galáxias se espalharam nos aglomerados maiores e de maior densidade, formando a teia de galáxias visíveis em todo o universo hoje.
O fundo cósmico de microondas pode fornecer um vislumbre da distribuição inicial da matéria no universo bastante antigo. Mas os prótons e elétrons não eram as únicas coisas que afetavam a estrutura do universo - os neutrinos também tiveram um papel.
Como os neutrinos foram os primeiros a deixar a sopa de partículas e quase não interagiram com nada desde então, acabaram em locais ligeiramente diferentes dos aglomerados de átomos. Segundo os cientistas, isso deixou um efeito leve, mas visível, na estrutura da teia cósmica. Ao estudar 1,2 milhão de galáxias, os cientistas confirmaram que a gravidade dos neutrinos alterou levemente a estrutura da rede. Seus resultados foram publicados em 25 de fevereiro na revista Nature Physics.
Anteriormente, os cientistas tinham visto apenas sugestões indiretas dos efeitos dos neutrinos no fundo cósmico de microondas. "Esta é a primeira evidência da distribuição de matéria e galáxias", disse Green à Live Science.
Enquanto o fundo cósmico de microondas fornece uma imagem instantânea do universo depois de algumas centenas de milhares de anos, o fundo cósmico de neutrinos pode recriar os primeiros mil ou mais segundos, oferecendo o primeiro olhar para o universo observável.
Hoje, os neutrinos continuam a iludir os cientistas que os estudam, pois interagem fracamente com átomos, matéria escura e até outros neutrinos. Os novos resultados, que mostram a fraca interação entre neutrinos e matéria, também podem ajudar os cientistas a entender melhor essas partículas ilusórias em escalas menores aqui na Terra, disse Green à Live Science.
"Há uma ligação estreita entre os estudos em larga e pequena escala de neutrinos", disse Bill Louis, físico do Laboratório Nacional de Los Alamos que não participou da nova pesquisa. "A combinação de estudos em larga e pequena escala nos ajudará a entender mais sobre os neutrinos e a cosmologia".
A descoberta pode até ajudar a determinar se há outro tipo de neutrino além dos três já conhecidos, disse Louis à Live Science.
