O inflatão, a partícula que poderá ter sido responsável por um período de expansão extremamente rápido no princípio do Universo designado por inflação, poderá também constituir a matéria escura, cuja origem permanece desconhecida. A teoria é assinada por uma equipa de investigadores da Universidade de Aveiro (UA) que mostra, em particular, que esse cenário é uma consequência natural dos cenários de inflação quente, em que o Universo não arrefece drasticamente durante a inflação.

O trabalho, assinado por João Rosa e Luís Ventura, cientistas do Departamento de Física e do Centro de Investigação e Desenvolvimento em Matemática e Aplicações da UA, foi publicado este mês na Physical Review Letters.

A teoria da inflação foi proposta em 1981 pelo físico americano Alan Guth, postulando a existência de uma nova partícula - o inflatão - que nas primeiras frações de segundo da sua existência levou a que o Universo se expandisse muito rapidamente, acabando por ficar extremamente uniforme, como o observamos hoje.

Nos modelos convencionais de inflação fria, a expansão rápida leva a que a temperatura do Universo decresça muito rapidamente durante a inflação (tal como um gás arrefece quando expande). No final deste período, os inflatões transformam-se nas partículas que conhecemos, como o eletrão e o fotão (partículas de luz), num processo semelhante ao decaimento radioativo, e a energia assim libertada é usada para "reaquecer" o Universo.

Nos modelos de inflação quente, pelo contrário, os inflatões transferem energia para o plasma cósmico sob a forma de calor, mantendo o Universo a uma temperatura elevada, sem haver necessidade de o "reaquecer" no final. Apesar de esta ideia ter mais de duas décadas, só em 2016 foi possível desenvolver um modelo teórico apelativo para a inflação quente, num artigo da coautoria do investigador João Rosa e também publicado na revista americana Physical Review Letters.

No contexto deste modelo, a equipa da UA mostrou pela primeira vez que os inflatões não se transformam noutras partículas após o final da inflação, apenas interagindo significativamente com outras partículas, incluindo os fotões, a temperaturas suficientemente elevadas que o Universo só atingiu durante a inflação. Isto significa que os inflatões não desapareceram, apesar de não os conseguirmos ver visto a sua interação com a luz ser hoje extremamente débil.