Estudo sugere que neutrino pesado pode ter causado a predominância da matéria no Universo

Pesquisadores da Universidade de Southampton, no Reino Unido, e do Instituto Indiano de Tecnologia de Kanpur propuseram uma nova explicação teórica para a predominância da matéria no cosmos. O estudo, publicado na revista Physical Review Letters, sugere que um tipo de neutrino pesado, frequentemente negligenciado pela ciência devido à sua baixa interação com outras partículas, pode ter sido fundamental para a formação do Universo.

O desequilíbrio entre matéria e antimatéria

De acordo com as teorias físicas vigentes, o Big Bang deveria ter gerado quantidades equivalentes de matéria e antimatéria. No entanto, a interação entre ambas resulta em aniquilação mútua, liberando energia. Se a produção tivesse sido rigorosamente igual, não haveria resíduos físicos para a composição de galáxias, planetas ou seres vivos.

O mistério reside no fato de que a matéria prevaleceu, embora a causa desse desequilíbrio permaneça incerta. O novo estudo indica que o neutrino pesado — partícula sem carga elétrica e com massa quase inexistente — pode ter atuado como o agente que inclinou essa balança nos instantes iniciais do Universo.

Influência na expansão primordial

A hipótese central é que essa partícula teria sobrevivido por tempo suficiente no Universo primordial para modificar temporariamente a dinâmica de expansão do espaço. À medida que o cosmos se expandia e resfriava, essas partículas teriam concentrado uma parcela significativa da energia universal antes de desaparecerem.

Essa alteração na expansão teria impactado a temperatura de interação entre outras partículas, favorecendo a criação de um pequeno desequilíbrio em prol da matéria. Embora a diferença tenha sido mínima, foi o suficiente para garantir a sobrevivência de a matéria que, ao longo de bilhões de anos, originou as estruturas astronômicas conhecidas.

Próximos passos e validação

O trabalho não apresenta uma prova definitiva, mas sim um modelo teórico e cálculos sobre como o neutrino pesado afetou a evolução cósmica. Para validar a tese, os autores sugerem duas vias de investigação:

• A realização de medições mais rigorosas sobre as propriedades dos neutrinos;
• A detecção de ondas gravitacionais primordiais, que são ondulações no espaço-tempo capazes de registrar como o Universo se expandia em sua fase jovem.

Além de elucidar a origem da matéria, esse processo pode oferecer respostas sobre a composição da matéria escura e a cronologia da expansão do Universo.