Cosmologia
Um dos problemas mais interessantes problemas da Cosmologia na atualidade é a natureza das componentes "escuras": a matéria escura e a energia escura.
A matéria escura é uma espécie hipotética de partícula invisível, responsável por mais de 80% da massa de galáxias e aglomerados de galáxias. Apesar de ser uma explicação exótica, ela ainda é basicamente a única teoria consistente com uma enormidade de observações astronômicas, desde curvas de rotação de galáxias até medidas diretas das massas de aglomerados. Entretanto, apesar de esse ser um problema de mais de 75 anos, ainda não se sabe do que é feita a matéria escura, ou mesmo se ela na realidade não existe, mas são as nossas teorias sobre a gravidade que estariam erradas.
Já a energia escura, ao contrário da matéria escura, não pode ser encontrada em estruturas gravitacionalmente ligadas tais como sistemas planetários, galáxias, aglomerados etc. O único efeito da energia escura parece ser a aceleração da taxa de expansão do universo. Em 1998 dois grupos de astrônomos utilizaram supernovas para medir as distâncias até estrelas supernovas do tipo 1a. Quando esses astrônomos mediram as velocidades com as quais essas estrelas estão se afastando de nós, eles notaram que essas velocidades foram aumentando com o tempo - ou seja, o universo passou a se expandir aceleradamente.
Essa expansão acelerada é uma surpresa total, afinal a atração entre as galáxias deveria fazer com que a velocidade de afastamento delas diminuísse com o tempo. E de fato, durante boa parte da história do universo, essa velocidade de afastamento (e, portanto, a própria expansão do universo) diminuiu com o tempo. Porém, recentemente esse processo se inverteu, e a taxa de expansão passou a aumentar.
A explicação mais popular para esse fenômeno é que o universo, que até a metade de sua idade atual era dominado por matéria “normal” (átomos e matéria escura), passou a ser dominado por uma nova forma de matéria/energia chamada energia escura. A energia escura (se é que ela existe) não interage com átomos ou com a luz, e de fato o único efeito dela seria a expansão acelerada do universo. É claro que esse tipo de resposta não deixa ninguém satisfeito, mas por enquanto essa é a única resposta que temos. Justamente por isso, a energia escura é uma das principais questões científicas da atualidade.
E a questão é grave: as observações astronômicas indicam que, do total de matéria/energia do universo, átomos respondem por menos de 1/20 do total (veja a figura abaixo).
